JP2008009574A - 設計検証装置，設計検証プログラム，設計検証方法およびｃａｄシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電子回路の開発時に設計検証を行う設計検証装置に関し，ＤＲＣ（Design Rule Check ）の処理時間を短縮することが可能となる技術を提供する。
【解決手段】ＣＡＤシステム１０において，回路設計処理部１２は，回路設計の処理によって作成された回路図の回路データを回路データベース１３に記憶する。論理種別自動設定部１７は，回路データベース１３に記憶された回路データから各部品の論理種別を判別し，回路データの各部品に設定する。ＤＲＣ用データ作成部１５は，回路データベース１３に記憶された回路データに論理透過ネットを付加することにより，ＤＲＣに特化したＤＲＣ用データを作成し，ＤＲＣ用データベース１６に記憶する。ＤＲＣ実行部１４は，ＤＲＣ用データベース１６に記憶されたＤＲＣ用データを用いてＤＲＣを実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は，プリント基板などの電子回路の開発時に行う設計検証の技術に関するものであり，特に，設計検証用のデータを用意することにより，設計検証の処理時間を短縮することが可能となる設計検証装置，設計検証プログラム，設計検証方法およびＣＡＤシステムに関するものである。

図１９は，プリント基板の開発フローである。プリント基板などの電子回路の開発は，仕様設計（Ｐ１０），回路設計（Ｐ１２），実装設計（Ｐ１４），解析（Ｐ１５），基板試作（Ｐ１６）といった各段階を追って作業が行われる。

仕様設計（Ｐ１０）は，システム要件（実現する機能，部品構成，動作周波数，バス構成）や，製造条件（配置制限，層数）などの仕様を決定するプロセスである。仕様書は，仕様設計（Ｐ１０）時に決定された仕様が書かれた文書である。

フロアプランニング＆解析（Ｐ１１，Ｐ１３）は，回路設計（Ｐ１２），実装設計（Ｐ１４）時の制約条件を検討し，作成するプロセスである。フロアプランニング＆解析（Ｐ１１，Ｐ１３）の結果によっては，仕様自体の修正を行う。制約条件（設計制約ＤＢ）は，プリント基板の製造時に問題が発生しないようにするために，仕様設計（Ｐ１０），フロアプランニング＆解析（Ｐ１１，Ｐ１３）の段階で作成された回路設計（Ｐ１２），実装設計（Ｐ１４）時の制約（例えば，部品配置位置，ネットの配線長，配線間隔，バイパスコンデンサの数など）である。

フロアプランニング＆解析（Ｐ１１，Ｐ１３）では，仕様設計（Ｐ１０）の段階で決定された仕様から，実際の層構成，部品配置，配線形態を設計時の制約条件として作成する。また，作成された制約条件を用いて，解析（電源ノイズ解析など）を行う。この解析により，プリント基板の製造時に問題が発生しないかを検証し，問題があれば制約条件を見直して修正する。このように，問題が発生しないように修正しながら検証した制約条件を守り，回路設計（Ｐ１２）および実装設計（Ｐ１４）を行うことによって，従来はプリント基板の製造の段階に進んでから発覚していた問題の発生を，開発フローの早い段階で防ぐことができる。

回路設計（Ｐ１２）は，システムの機能を実現するために，複数の部品（ＩＣ，抵抗，コンデンサなど）や電源，アースを，ネット（線）で接続する設計プロセスである。ネットリストは，回路設計（Ｐ１２）で作成される回路データである。ネットリストには，部品，電源，アースなどのプリント基板の構成要素と，それらの接続情報とが含まれる。

実装設計（Ｐ１４）は，回路設計（Ｐ１２）で作成されたデータを用いて，実際に基板上への配置／配線を行う設計プロセスである。レイアウトデータは，実装設計（Ｐ１４）で作成されるデータである。レイアウトデータには，ネットリストの情報に加え，部品やネットの実際の形状，基板上の位置情報が含まれる。

解析（Ｐ１５）は，製造上の問題が発生しないかどうかを，レイアウトデータを用いて解析するプロセスである。基本的にはフロアプランニング＆解析（Ｐ１１，Ｐ１３）の段階で行われる内容と同じであるが，レイアウトデータがある分，解析の精度は高い。ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）データは，工場の生産ラインに渡され，実際のプリント基板を製作するためのデータであり，レイアウトデータから変換される。

基板試作（Ｐ１６）は，プリント基板の試作品を製造するプロセスである。試作されたプリント基板で実機試験を行い，問題がなければ，実際のプリント基板の製造（製品の量産）が開始される。

図２０は，ＣＡＤシステムの構成例を示す図である。プリント基板の設計者は，図１９に示す開発フロー中の回路設計（Ｐ１２）の段階において，回路設計用のアプリケーションを用いて回路設計を行う。ＣＡＤシステム１１０は，部品ライブラリ１１１，回路設計処理部１１２，回路データベース１１３，ＤＲＣ実行部１１４を備える。

回路設計処理部１１２は，設計者による入出力装置１２０からの操作を受け，回路設計の処理を行う。設計者は，入出力装置１２０を操作し，部品ライブラリ１１１から利用する部品を選択し，回路図に入力する。部品ライブラリ１１１は，回路に使用される部品のライブラリである。回路データベース１１３は，設計者が作成した回路図の回路データを記憶するデータベースである。作成された（または作成中の）回路図は，入出力装置１２０に出力表示される。

ＤＲＣ実行部１１４は，ＣＡＤシステム１１０における設計検証部１１５であり，設計された回路図（回路データベース１１３に記憶された回路データ）について，ＤＲＣ（Design Rule Check ）を実行する。回路設計が完了した後，その回路の正しさ（設計基準を満たしているかどうか）を検証する作業が必要となる。その検証のための仕組みとして，回路の正当性を設計ルールに基づいて自動的にチェックするＤＲＣと呼ばれる仕組みが用いられる。

ＤＲＣでチェックする検証項目には，大きく分けて，回路図の記法上の誤りを指摘する図面チェックと，回路の論理構成上の誤りを指摘する論理チェックとがある。図面チェックでは，十字結線チェックや，図面枠外への部品配置チェック，文字と部品の重なりチェックなど，回路図の記法上の誤りがないかどうかのチェックを行う。論理チェックでは，未接続の電源ピンがないかどうかのチェックや，ネット内に入力ピンまたは出力ピンが１つもないものがあるかどうかのチェック，ドットロジック（入力ピンが複数の出力ピンから駆動されているようなケース）のチェックなど，回路の論理構成上の誤りがないかどうかのチェックを行う。

ＤＲＣを実行すると，ＤＲＣ実行部１１４は，上記のようなルールに違反する箇所を設計者に対してレポートする。誤りを指摘された場合には，設計者は，そのレポート（ＤＲＣ実行結果）に従って回路図を修正する。

また，論理チェックによって回路の論理構成の正当性を検証する場合，論理的に入力と出力とが同じ値になる部品（入力ピンの信号＝出力ピンの信号）については，その部品がないものとして考えてよい。このような論理的に透過できる部品を，論理透過部品と呼ぶ。

論理透過部品には，例えば，ダンピング抵抗やカップリングコンデンサなどがある。電源やアースと接続されていない，一般信号のネットの間に接続される抵抗を，ダンピング抵抗と呼ぶ。コンデンサは電気を溜める部品であり，それだけだと単に電池の代わりとして利用することが考えられるが，そのようなコンデンサの利用法は電子回路では少ない。コンデンサは，交流電流は通すが直流は通さない性質があるため，両側の電位が違っていて交流だけは伝達したい場合に使用される。このような用途で使用されるコンデンサを，カップリングコンデンサと呼ぶ。

従来は，このような部品の論理種別（ダンピング抵抗，カップリングコンデンサなど）は，設計者によって，ＣＡＤシステム１１０に手入力で入力されていた。

なお，部品の論理種別とは，その部品の回路上での特性によって分類された論理的な種別をいう。また，部品種別とは，部品そのものの種類をいう。例えば，部品種別が“抵抗”である部品は，“ダンピング抵抗”，“プルアップ抵抗”，“プルダウン抵抗”など，回路上での役割にあわせて論理的に分類されるが，それが部品の論理種別である。

図２１は，回路データの構成例を示す図である。回路データベース１１３に記憶される回路データは，回路図テーブル１３０，部品テーブル１３１，部品ピンテーブル１３２，ネットテーブル１３３の４つのデータテーブルからなる。各データテーブルは，それぞれ回路の構成に見合ったリンクを持つ。図中“＊”は１または複数であることを示す。

回路図テーブル１３０は，回路図全体の情報を管理するデータテーブルである。１つの回路図につき１つの回路図テーブル１３０が作成される。回路図テーブル１３０は，複数の部品テーブル１３１へのリンク，複数のネットテーブル１３３へのリンクを持つ。

部品テーブル１３１は，回路図に含まれる部品の情報を管理するデータテーブルである。設計者によって部品が回路図に追加されると，部品テーブル１３１が１つ追加される。部品テーブル１３１は，複数の部品ピンテーブル１３２へのリンクを持つ。

部品ピンテーブル１３２は，各部品が持つ複数の部品ピンの情報を管理するテーブルである。部品ピンテーブル１３２は，親の部品テーブル１３１へのリンク，接続されているネットテーブル１３３へのリンクを持つ。１つの部品ピンが複数の親に属することはない。また，それぞれの部品がいくつの部品ピンを持つかは，部品ライブラリ１１１に定義されているので，設計者が回路設計の段階で変更することはできない。部品が回路図に追加されると，その部品が持つピン数分の部品ピンテーブル１３２が，自動で作成される。

ネットテーブル１３３は，回路図に含まれるネットの情報を管理するデータテーブルである。設計者によってネットが回路図に追加されると，ネットテーブル１３３が１つ追加される。ネットテーブル１３３は，接続されている部品ピンテーブル１３２へのリンクを持つ。

図２２は，回路図の例を示す図である。図２２の回路図（Ｓａｍｐｌｅ）において，部品Ａは部品ピンＰＡを持ち，部品Ｂは部品ピンＰＢを持ち，部品Ｒは部品ピンＰＲ１，部品ピンＰＲ２を持ち，部品Ｃは部品ピンＰＣ１，部品ピンＰＣ２を持つ。また，ネットＮ１は部品ピンＰＡと部品ピンＰＲ１とを接続し，ネットＮ２は部品ピンＰＲ２と部品ピンＰＣ１とを接続し，ネットＮ３は部品ピンＰＣ２と部品ピンＰＢとを接続する。図２２において，部品Ｒ，部品Ｃが，それぞれ論理透過部品として考えるべき抵抗，コンデンサであるものとする。

図２３は，回路図のデータベース構造の例を示す図である。図２３は，図２２に示す回路図（Ｓａｍｐｌｅ）をデータベース構造で示した例である。図２２に示す回路図の論理的な接続において，部品ピンＰＡから部品ピンＰＢを取得する場合，次のような手順でデータベースにアクセスする必要がある。
（手順１）部品Ａの部品ピンＰＡからネットＮ１を取得する。
（手順２）ネットＮ１から部品ピンＰＲ１を取得する。
（手順３）部品ピンＰＲ１から部品Ｒを取得する。
（手順４）部品Ｒは論理透過部品（抵抗）であるため，部品Ｒから部品ピンＰＲ２を取得する。
（手順５）部品ピンＰＲ２からネットＮ２を取得する。
（手順６）ネットＮ２から部品ピンＰＣ１を取得する。
（手順７）部品ピンＰＣ１から部品Ｃを取得する。
（手順８）部品Ｃは論理透過部品（コンデンサ）であるため，部品Ｃから部品ピンＰＣ２を取得する。
（手順９）部品ピンＰＣ２からネットＮ３を取得する。
（手順１０）ネットＮ３から部品ピンＰＢを取得する。

図２４は，ＤＲＣ実行部による論理チェック処理フローチャートである。ＤＲＣ実行部１１４による論理チェック処理は，チェックする内容によって異なる。ここでは，１つのネットに接続されている部品ピンに入力ピンが存在するかをチェックする処理を例に説明する。この処理では，１つのネットに接続されている部品ピンに入力ピンがない場合，エラーを出力する。このような接続は，回路として正常でない可能性がある。なお，処理開始前の各テーブルの処理済みフラグは，初期設定値（ＯＦＦ）であるものとする。

まず，回路図からすべてのネットを取得する（ステップＳ１００）。すなわち，回路図テーブル１３０からリンクされているすべてのネットテーブル１３３を取得する。以下では，同様に各テーブルの情報を用いて処理を行うものとする。

ステップＳ１００で取得されたネットに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）のネットがなければ（ステップＳ１０１），処理を終了する。

ステップＳ１００で取得されたネットに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）のネットがあれば（ステップＳ１０１），未処理のネットを１つ選択し（ステップＳ１０２），後述の部品ピン探索処理を行い（ステップＳ１０３），部品ピンリストを作成する。部品ピンリストは，論理透過部品を論理的に透過して探索を行った場合に，論理的に同じネットに接続されていると判断される部品ピンのリストである。

部品ピン探索処理によって作成された部品ピンリストの中に入力ピンが存在しなければ（ステップＳ１０４），ステップＳ１０２で選択されたネットについてのエラー情報を出力する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０１の処理に戻る。ステップＳ１０５で出力するエラー情報は，例えば，「『ネット名』は入力ピンと接続されていません」といったエラーメッセージなどである。

図２５は，部品ピン探索処理フローチャートである。部品ピン探索処理は，ネットを入力として処理を行う。

まず，取得された（または選択された）ネットに接続されている部品ピンをすべて取得する（ステップＳ１１０）。すなわち，ネットテーブル１３３からリンクされたすべての部品ピンテーブル１３２を取得する。また，取得された（または選択された）ネットの処理済みフラグをＯＮにする（ステップＳ１１１）。

ステップＳ１１０で取得された部品ピンに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品ピンがなければ（ステップＳ１１２），処理を終了する。

ステップＳ１１０で取得された部品ピンに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品ピンがあれば（ステップＳ１１２），未処理の部品ピンを１つ選択し（ステップＳ１１３），ステップＳ１１３で選択された部品ピンの処理済みフラグをＯＮにする（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１１３で選択された部品ピンの親部品が論理透過部品であれば（ステップＳ１１５），その親部品においてステップＳ１１３で選択された部品ピンと反対側の部品ピンを取得し（ステップＳ１１６），ステップＳ１１６で取得された部品ピンの処理済みフラグをＯＮにする（ステップＳ１１７）。ステップＳ１１６で取得された部品ピンに接続されているネットを取得し（ステップＳ１１８），再帰的に，部品ピン探索処理を行う（ステップＳ１１９）。ステップＳ１１２の処理に戻る。なお，論理透過部品か否かは部品の論理種別などをもとに判別する。

ステップＳ１１３で選択された部品ピンの親部品が論理透過部品でなければ（ステップＳ１１５），ステップＳ１１３で選択された部品ピンを部品ピンリストに記録する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１１２の処理に戻る。

なお，回路の検証に関する先行技術が記載された文献としては，例えば特許文献１などがある。特許文献１には，大規模半導体集積回路（ＬＳＩ）の実装設計における遅延計算のアナログシミュレーションの処理時間を短縮する技術が記載されている。
特開２００１−１０１２４５号公報

従来，回路設計のアプリケーションにおいてＤＲＣを実行する場合には，回路データベース１１３に記憶された回路データを利用する。しかし，回路図が大規模なものになると，部品数やネット数が増加し，ＤＲＣのチェックに処理時間がかかってしまうという問題があった。通常，ＤＲＣでは数十〜数百以上の種類のチェックを行なうので，毎回図２２，図２３を例に説明したような手順で回路構造を参照すると，回路規模が大きくなればなるほど膨大な処理時間を費やすこととなる。

さらに，ＤＲＣにおいて論理透過部品の検出に必要となる部品の論理種別は，従来，設計者が手入力する必要があり，部品数が多い場合には，設計者の作業量を増やす原因となっていた。論理透過に関係する部品の論理種別が正しく設定されないとＤＲＣが誤った結果を出力するため，本来の設計に対するエラーと，部品の論理種別の設定ミスや設定不足による擬似エラーとが混在してしまい，原因の切り分けや対処に時間がかかるという問題があった。

なお，特許文献１の技術は，プリント基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board ）の回路設計における設計基準検証（ＤＲＣ）の処理時間短縮を目的とする技術ではない。一般に，ＰＣＢ回路設計段階では，遅延計算のアナログシミュレーションは実施されない。それは，配線の遅延計算に必要な情報（部品や配線の位置情報などレイアウトデータが持つ情報）がないためである。つまり，回路設計段階のデータには，特許文献１に記載された技術を用いることはできない。

仮に特許文献１に記載された技術を用いたとしても，遅延計算のアナログシミュレーションにおいて不要とされる節点情報は，プリント基板（ＰＣＢ）の回路設計における設計基準検証（ＤＲＣ）において不要なものではなく，必要なデータまで削減する可能性があり，適用は現実的でない。電流経路とＤＲＣについては関係がないため，特許文献１における電流経路検索寄生容量集約手段と特定配線寄生抵抗抽出手段とによって，データ削減することはできない。

本発明は，上記の問題点の解決を図り，ＤＲＣの処理時間を短縮することが可能となる技術を提供することを目的とする。また，本発明は，設計者が自ら部品の論理種別を手入力する手間を削減し，論理種別の設定ミスや設定不足によるＤＲＣの擬似エラーを削減する技術を提供することを目的とする。

本発明は，上記の課題を解決するため，設計された回路のデータから，論理透過部品をスルーして論理チェックに必要な部品ピン同士を結んだ論理透過ネットの概念が導入されたＤＲＣ用のデータ（設計検証用のデータ）をあらかじめ作成し，そのＤＲＣ用のデータを用いてＤＲＣを実行することを特徴とする。これにより，ＤＲＣを実行するたびに論理透過部品の検出を行う必要がなくなるので，ＤＲＣの処理時間を大幅に削減することが可能となる。

また，本発明は，部品の種別，接続形態，配置位置などの回路のデータから，その部品の論理種別を自動的に取得し，取得された論理種別をその部品のデータに設定することを特徴とする。これにより，設計者自らが部品の論理種別を手入力する手間を削減し，論理種別の設定ミスや設定不足によるＤＲＣの擬似エラーを削減することができる。

具体的には，本発明は，設計された回路図のデータである回路データを用いて設計された回路図の設計検証を行う設計検証装置であって，回路データの情報をもとに，回路図中の第１の部品に接続される第２の部品を探索し，その第２の部品が，入力と出力が論理的に同値の論理透過部品であるかどうかを判別し，論理透過部品である場合に，さらにその第２の部品に接続される部品を探索することにより，前記論理透過部品以外の部品同士を接続したネットの情報である論理透過ネットのデータを作成し，作成された論理透過ネットのデータを回路データに加えたデータである設計検証用データを作成する手段と，前記設計検証用データを記憶する設計検証用データ記憶手段と，前記設計検証用データ記憶手段に記憶された設計検証用データを用いて，前記論理透過ネットに接続される部品を辿ることにより設計検証を実行する手段とを備えることを特徴とする。

また，本発明は，上記の設計検証装置であって，前記回路データの情報をもとに，設計された回路図に配置された部品の一部またはすべてについて，回路図における部品の接続形態と部品種別から，少なくとも前記論理透過部品であるか否かの識別に用いる部品の論理種別を判別し，得られた論理種別を回路データ中のそれぞれの部品のデータに自動設定する手段を備えることを特徴とする。

また，本発明は，設計者による回路図の設計を支援するＣＡＤシステムであって，設計者の指示により回路図を作成する手段と，前記作成された回路図のデータである回路データを記憶する手段と，回路データの情報をもとに，回路図中の第１の部品に接続される第２の部品を探索し，その第２の部品が，入力と出力が論理的に同値の論理透過部品であるかどうかを判別し，論理透過部品である場合に，さらにその第２の部品に接続される部品を探索することにより，前記論理透過部品以外の部品同士を接続したネットの情報である論理透過ネットのデータを作成し，作成された論理透過ネットのデータを回路データに加えたデータである設計検証用データを作成する手段と，前記設計検証用データを記憶する設計検証用データ記憶手段と，前記設計検証用データ記憶手段に記憶された設計検証用データを用いて，前記論理透過ネットに接続される部品を辿ることにより設計検証を実行する手段とを備えることを特徴とする。

本発明により，ＤＲＣを実行するたびに論理透過部品の検出を行う必要がなくなるので，ＤＲＣの処理時間を大幅に削減することが可能となる。また，部品の一部またはすべての論理種別を自動的に設定することができるようになるので，設計者自らが部品の論理種別を手入力する手間を削減することが可能となり，論理種別の設定ミスや設定不足によるＤＲＣの擬似エラーを削減することが可能となる。

以下，本発明の実施の形態について，図を用いて説明する。

図１は，本発明の実施の形態によるＣＡＤシステムの構成例を示す図である。ＣＡＤシステム１０は，部品ライブラリ１１，回路設計処理部１２，回路データベース１３，ＤＲＣ実行部１４，ＤＲＣ用データ作成部１５，ＤＲＣ用データベース１６，論理種別自動設定部１７を備える。ＤＲＣ実行部１４，ＤＲＣ用データ作成部１５，ＤＲＣ用データベース１６，論理種別自動設定部１７は，本実施の形態のＣＡＤシステム１０における設計検証部１８である。

回路設計処理部１２は，設計者による入出力装置２０からの操作を受け，回路設計の処理を行う。設計者は，入出力装置２０を操作し，部品ライブラリ１１から利用する部品を選択し，回路図に入力する。部品ライブラリ１１は，回路に使用される部品のライブラリである。回路データベース１３は，設計者が作成した回路図の回路データを記憶するデータベースである。作成された（または作成中の）回路図は，入出力装置２０に出力表示される。この回路設計処理部１２による処理は，従来技術と同様である。

ＤＲＣ実行部１４は，設計された回路図について，ＤＲＣを実行する。本実施の形態では，回路データベース１３に記憶された回路データではなく，ＤＲＣ用データベース１６に記憶されたＤＲＣ用データを用いてＤＲＣを実行する。なお，図面チェックの場合には，従来と同様に回路データベース１３に記憶された回路データを用いてＤＲＣを実行するようにしてもよい。

ＤＲＣ用データ作成部１５は，回路データベース１３に記憶された回路データから，ＤＲＣに特化したＤＲＣ用データを作成する。作成されたＤＲＣ用データは，ＤＲＣ用データベース１６に記憶される。

論理種別自動設定部１７は，各部品の部品種別，接続形態，配置位置など，回路データベース１３に記憶された回路データの情報から回路図上の各部品の論理種別を判別し，得られた論理種別を回路データベース１３に記憶された回路データの各部品に設定する。

図２は，本実施の形態によるＤＲＣ用データの構成例を示す図である。ＤＲＣ用データベース１６に記憶されるＤＲＣ用データは，回路図テーブル３０，部品テーブル３１，部品ピンテーブル３２，ネットテーブル３３，論理透過ネットテーブル３４の５つのテーブルからなる。図２１に示す回路データの構成に，論理透過ネットテーブル３４を加えた構成となっている。図中“＊”は１または複数であることを示す。

回路図テーブル３０は，複数の部品テーブル３１へのリンク，複数のネットテーブル３３へのリンク，複数の論理透過ネットテーブル３４へのリンクを持つ。部品テーブル３１は，自らに属する複数の部品ピンテーブル３２へのリンクを持つ。部品ピンテーブル３２は，親の部品テーブル３１へのリンク，接続されているネットテーブル３３へのリンク，接続されている論理透過ネットテーブル３４へのリンクを持つ。ネットテーブル３３は，接続されている部品ピンテーブル３２へのリンクを持つ。論理透過ネットテーブル３４は，接続されている部品ピンテーブル３２へのリンクを持つ。

図３は，本実施の形態による回路図テーブルのデータ構造の例を示す図である。回路図テーブル３０は，プリント基板（回路）を構成する部品やネットの情報を含んだテーブルである。回路図テーブル３０は，回路図名，部品テーブルへのリンク，ネットテーブルへのリンク，論理透過ネットテーブルへのリンクなどの情報を持つ。

図４は，本実施の形態による部品テーブルのデータ構造の例を示す図である。部品テーブル３１は，プリント基板を構成する部品を表現するテーブルである。部品テーブル３１は，ＩＤ，部品名，処理済みフラグ，部品種別，論理種別，部品ピンテーブルへのリンクなどの情報を持つ。部品種別には，抵抗，コンデンサなど，部品そのものの種類を表す値が入る。論理種別には，プルダウン抵抗，プルアップ抵抗など，部品種別からさらに細分化された部品の特性を表す値が入る。処理済みフラグは，任意の処理が実行されたかを判別するためのフラグである。

図５は，本実施の形態による部品ピンテーブルのデータ構造の例を示す図である。部品ピンテーブル３２は，部品が持つピン（ネットを接続する部分）を表現するテーブルである。部品ピンテーブル３２は，ＩＤ，部品ピン名，入出力属性，処理済みフラグ，親の部品テーブルへのリンク，ネットテーブルへのリンク，論理透過ネットテーブルへのリンクなどの情報を持つ。入出力属性には，入力（ＩＮ），出力（ＯＵＴ），双方向（ＩＮＯＵＴ）などの属性が入る。

図６は，本実施の形態によるネットテーブルのデータ構造の例を示す図である。ネットテーブル３３は，部品と部品とを接続するためのネット（線）を表現するテーブルである。ネットテーブル３３は，ＩＤ，ネット名，処理済みフラグ，ネット属性，部品ピンテーブルへのリンクなどの情報を持つ。ネット属性には，一般ネット，電源ネット（電源と接続されているネット），アースネット（アースと接続されているネット）などのネットの属性を表す値が入る。

図７は，本実施の形態による論理透過ネットテーブルのデータ構造の例を示す図である。論理透過ネットテーブル３４は，論理透過部品をスルーし，論理的に透過できない部品同士を接続したネットを表現するテーブルである。論理的に透過できる部品はスルーされるため，論理的に透過できない部品の部品ピンのみをリンクとして保持する。論理透過ネットテーブル３４は，ＩＤ，論理透過ネット名，処理済みフラグ，部品ピンテーブルへのリンクなどの情報を持つ。

図８は，論理透過ネットの概念を説明する図である。図８は，図２２の回路図（Ｓａｍｐｌｅ）に論理透過ネットＬＴ１を設定した例である。あらかじめ論理的に透過できる部品をスルーして論理チェックに必要な部品ピン同士を結んだ論理透過ネットの概念を導入する。図８において，部品Ｒと部品Ｃとは論理透過部品である。そのため，論理透過ネットＬＴ１は，論理的に透過できない部品Ａの部品ピンＰＡと，論理的に透過できない部品Ｂの部品ピンＰＢとを結ぶ形となる。なお，図８では説明上論理透過ネットを図示しているが，論理透過ネットは，ＤＲＣ用データに設定される情報であり，作成された回路図に設定される情報ではない。

図９は，回路図のＤＲＣデータベース構造の例を示す図である。図９は，図８に示す回路図（Ｓａｍｐｌｅ）を，ＤＲＣ用データベース１６のデータベース構造で示した例である。以下，図８に示す回路図の論理的な接続において，部品ピンＰＡから部品ピンＰＢを取得する場合のデータベースへのアクセス手順を説明する。
（手順１）部品Ａの部品ピンＰＡから論理透過ネットＬＴ１を取得する。
（手順２）論理透過ネットＬＴ１から部品ピンＰＢを取得する。

このように，論理透過ネットの概念を用いることにより，図２２，図２３で説明した手順を大幅に削減することができる。論理透過ネットを用いたＤＲＣの論理チェックの処理速度は，論理透過部品（抵抗やコンデンサなど）が多いほど，またＤＲＣチェック項目が多いほど効果を発揮する。

図１０は，本実施の形態のＤＲＣ実行部による論理チェック処理フローチャートである。ＤＲＣ実行部１４による論理チェック処理は，チェックする内容によって異なる。ここでは，図２４と同様に，１つのネットに接続されている部品ピンに入力ピンが存在するかをチェックする処理を例に説明する。なお，処理開始前の各テーブルの処理済みフラグは，初期設定値（ＯＦＦ）であるものとする。

まず，回路図からすべての論理透過ネットを取得する（ステップＳ１０）。すなわち，回路図テーブル３０からリンクされているすべての論理透過ネットテーブル３４を取得する。以下では，同様に各テーブルの情報を用いて処理を行うものとする。

ステップＳ１０で取得された論理透過ネットに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の論理透過ネットがなければ（ステップＳ１１），処理を終了する。

ステップＳ１０で取得された論理透過ネットに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の論理透過ネットがあれば（ステップＳ１１），未処理の論理透過ネットを１つ選択し（ステップＳ１２），その論理透過ネットが持つすべての部品ピンを取得する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３で取得されたすべての部品ピンの入出力属性を確認し，入力ピンが存在しなければ（ステップＳ１４），ステップＳ１２で選択された論理透過ネットについてのエラー情報を出力する（ステップＳ１５）。ステップＳ１２で選択された論理透過ネットの処理済みフラグをＯＮにし（ステップＳ１６），ステップＳ１１の処理に戻る。ステップＳ１５で出力するエラー情報は，例えば，「『論理透過ネット名』は入力ピンと接続されていません」といったエラーメッセージなどである。

ここでは，入力ピンの存在チェックの例を説明したが，未接続の電源ピンがないかどうかのチェック，ネット内に出力ピンが１つもないものがあるかどうかのチェック，ドットロジックのチェックなども，論理透過ネットを用いることにより，同様に高速にチェックすることができる。

次に，ＤＲＣ用データ作成部１５による論理透過ネットの作成処理について説明する。ここでは，まず，図８の回路図の例を用いて，具体的な処理手順の例を説明する。なお，以下の処理手順の開始前の各テーブルの処理済みフラグは，初期設定値（ＯＦＦ）であるものとする。
（手順１）Ｓａｍｐｌｅの回路図から，各部品（部品Ａ，部品Ｂ，部品Ｒ，部品Ｃ）を取得する。
（手順２）この時点では，部品Ａ，部品Ｂ，部品Ｒ，部品Ｃのすべてが未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品である。取得された各部品の論理種別から，部品Ｒと部品Ｃとが論理透過部品であることが分かる。ここでは，論理透過部品ではない部品Ａ，部品Ｂのうち部品Ａを選択し，その部品Ａから処理を始めるものとする。
（手順３）部品Ａの部品ピンＰＡを取得する。部品Ａは論理透過部品でないため，部品ピンＰＡを論理透過ネット部品ピンリストに記録する。部品ピンＰＡの処理済フラグをＯＮにする。ここで，論理透過ネット部品ピンリストは，作成する論理透過ネットに接続される部品ピンのリストである。
（手順４）部品ピンＰＡに接続されているネットＮ１を取得する。
（手順５）ネットＮ１から部品ピンＰＲ１を取得する（部品ピンＰＡは処理済であるため）。部品ピンＰＲ１の処理済フラグをＯＮにする。
（手順６）部品ピンＰＲ１の親部品である部品Ｒは論理透過部品であるため，部品ピンＰＲ１を論理透過ネット部品ピンリストには加えない。部品Ｒから部品ピンＰＲ２を取得する（部品ピンＰＲ１は処理済であるため）。部品ピンＰＲ２の処理済フラグをＯＮにする。
（手順７）部品ピンＰＲ２に接続されているネットＮ２を取得する。
（手順８）部品Ｃは部品Ｒと同様に論理透過部品であるため，以下（手順５）から（手順７）と同様の処理を行い，ネットＮ３を取得する。
（手順９）ネットＮ３から，部品ピンＰＢを取得する。部品ピンＰＢの親部品である部品Ｂは論理透過部品でないため，部品ピンＰＢを論理透過ネット部品ピンリストに記録する。
（手順１０）最終的に，論理透過部品でない部品Ａ，部品Ｂの部品ピンＰＡ，部品ピンＰＢが論理透過ネット部品ピンリストに記録された状態となる。論理透過ネットＬＴ１を作成し，部品ピンＰＡ，部品ピンＰＢへのリンクを張る。

このように，ＤＲＣ用データ作成部１５によって回路全体の論理透過ネットを作成しておくことにより，その後のＤＲＣ実行部１４による論理チェック処理を高速に行なうことができる。

図１１は，本実施の形態のＤＲＣ用データ作成部による論理透過ネット作成処理フローチャートである。処理開始前の各テーブルの処理済みフラグは，初期設定値（ＯＦＦ）であるものとする。

まず，回路図からすべての部品を取得する（ステップＳ２０）。すなわち，回路図テーブル３０からリンクされているすべての部品テーブル３１を取得する。以下では，同様に各テーブルの情報を用いて処理を行うものとする。

ステップＳ２０で取得された部品に未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品がなければ（ステップＳ２１），処理を終了する。

ステップＳ２０で取得された部品に未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品があれば（ステップＳ２１），未処理の部品を１つ選択し（ステップＳ２２），その部品の処理済みフラグをＯＮにし（ステップＳ２３），その部品に属するすべての部品ピンを取得する（ステップＳ２４）。なお，未処理の部品を選択するときには，論理種別を確認して論理透過部品でない部品を選択する。

ステップＳ２４で取得された部品ピンに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品ピンがなければ（ステップＳ２５），ステップＳ２１の処理に戻る。

ステップＳ２４で取得された部品ピンに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品ピンがあれば（ステップＳ２５），未処理の部品ピンを１つ選択し（ステップＳ２６），その部品ピンを論理透過ネット部品ピンリストに記録し（ステップＳ２７），その部品ピンの処理済みフラグをＯＮにする（ステップＳ２８）。後述の論理透過部品探索処理を行う（ステップＳ２９）。論理透過ネット部品ピンリストをもとに，論理透過ネットを作成する（ステップＳ３０）。すなわち，論理透過ネット部品ピンリストに記録された部品ピンのテーブルへのリンクを持つ論理透過ネットテーブル３４を作成する。なお，論理透過ネットテーブル３４の作成ごとに，論理透過ネット部品ピンリストはクリアしておく。ステップＳ２５の処理に戻る。

図１２は，論理透過部品探索処理フローチャートである。論理透過部品探索処理は，部品ピンを入力として処理を行う。

まず，取得された（または選択された）部品ピンに接続されているネットを取得する（ステップＳ４０）。取得されたネットに接続されているすべての部品ピンを取得する（ステップＳ４１）。

ステップＳ４１で取得された部品ピンに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品ピンがなければ（ステップＳ４２），処理を終了する。

ステップＳ４１で取得された部品ピンに未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品ピンがあれば（ステップＳ４２），ステップＳ４１で取得された部品ピンから未処理の部品ピンを１つ選択し（ステップＳ４３），その選択された部品ピンの処理済みフラグをＯＮにする（ステップＳ４４）。

ステップＳ４３で選択された部品ピンの親部品が論理透過部品であれば（ステップＳ４５），ステップＳ４３で選択された部品ピンの親部品の処理済みフラグをＯＮにする（ステップＳ４６）。親部品においてステップＳ４３で選択された部品ピンの反対側の部品ピンを取得し（ステップＳ４７），そのステップＳ４７で取得された部品ピンの処理済みフラグをＯＮにする（ステップＳ４８）。再帰的に，論理透過部品探索処理を行う（ステップＳ４９）。ステップＳ４２の処理に戻る。なお，論理透過部品か否かは部品の論理種別などをもとに判別する。

ステップＳ４３で選択された部品ピンの親部品が論理透過部品でなければ（ステップＳ４５），ステップＳ４３で選択された部品ピンを論理透過ネット部品ピンリストに記録し（ステップＳ５０），ステップＳ４２の処理に戻る。

次に，各部品の論理種別の自動設定について説明する。ＤＲＣ用データ作成部１５によって論理透過ネットを作成する際には，各部品について論理透過部品であるか否かを判別するために，各部品に論理種別が設定されている必要がある。ここでは，論理種別自動設定部１７によって，各部品の部品種別，接続形態，配置位置など，回路データベース１３に記憶された回路データの情報からその部品の論理種別を自動的に判別し，回路データベース１３に記憶された回路データの各部品テーブルに設定する。なお，各部品の論理種別は，すべて自動で設定するようにしてもよいし，一部を自動で設定して残りを設計者が手動で設定するようにしてもよい。

論理透過部品となる部品には，前述のダンピング抵抗やカップリングコンデンサを含め，様々なものがある。ここでは，論理透過部品となる５種類の抵抗の例を，図を用いて説明する。

図１３は，プルダウン抵抗を説明する図である。２端子の抵抗部品であり，一方の端子が一般ネット，もう一方の端子がアースネットに接続されているものを，プルダウン抵抗という。

図１４は，プルアップ抵抗を説明する図である。２端子の抵抗部品であり，一方の端子が一般ネット，もう一方の端子が電源ネットに接続されているものを，プルアップ抵抗という。

図１５は，テブナン抵抗を説明する図である。図１３に示すプルダウン抵抗と図１４に示すプルアップ抵抗とが同一ネットに存在する場合，両方の抵抗を合わせてテブナン抵抗という。

図１６は，ダンピング抵抗を説明する図である。２端子の抵抗部品であり，２つの端子がどちらも一般ネットに接続されているものを，ダンピング抵抗という。

図１７は，差動終端抵抗を説明する図である。２端子の抵抗部品であり，２つの端子が平衡伝送路として設定されたネットにそれぞれ接続されているものを，差動終端抵抗という。

このように，各部品の論理種別を決定するための条件がはっきりしているため，回路データベース１３に記憶された回路データの情報を解析することにより，自動的に各部品の論理種別を判別／設定することが可能である。例えば，部品テーブル３１の部品種別が抵抗であり，２つの部品ピンテーブル３２へのリンクを持ち，さらにそれらの部品ピンテーブル３２の一方がネット属性がアースネットであるネットテーブル３３へのリンクを持ち，もう一方がネット属性が一般ネットであるネットテーブル３３へのリンクを持つ場合に，その部品がプルダウン抵抗であると容易に判断することができる。

図１８は，本実施の形態の論理種別自動設定部による論理種別自動設定処理フローチャートである。ここでは，判別が容易なプルダウン抵抗，プルアップ抵抗，ダンピング抵抗についての論理種別を自動設定する例を示す。他の論理種別の部品についても，論理種別に応じた判別処理ロジックにより，同様に論理種別の自動設定を行うことができる。なお，処理開始前の各テーブルの処理済みフラグは，初期設定値（ＯＦＦ）であるものとする。

まず，回路図からすべての部品を取得する（ステップＳ６０）。すなわち，回路図テーブル３０からリンクされているすべての部品テーブル３１を取得する。以下では，同様に各テーブルの情報を用いて処理を行うものとする。

ステップＳ６０で取得された部品に未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品がなければ（ステップＳ６１），処理を終了する。

ステップＳ６０で取得された部品に未処理（＝処理済みフラグＯＦＦ）の部品があれば（ステップＳ６１），未処理の部品を１つ選択し（ステップＳ６２），その選択された部品の処理済みフラグをＯＮにする（ステップＳ６３）。

ステップＳ６２で選択された部品の部品種別が抵抗でなければ（ステップＳ６４），または，ステップＳ６２で選択された部品の部品ピンへのリンクが２つでなければ（ステップＳ６５），ステップＳ６１の処理に戻る。

ステップＳ６２で選択された部品の部品種別が抵抗であり（ステップＳ６４），かつ，ステップＳ６２で選択された部品の部品ピンへのリンクが２つであれば（ステップＳ６５），その選択された部品が持つ２つの部品ピンを取得する（ステップＳ６６）。ステップＳ６６で取得された２つの部品ピンにそれぞれ接続されているネットを取得する（ステップＳ６７）。

ステップＳ６７で取得された２つのネットのネット属性が両方とも一般ネットである場合には（ステップＳ６８），ステップＳ６２で選択された部品の論理種別にダンピング抵抗を設定し（ステップＳ６９），ステップＳ６１の処理に戻る。

ステップＳ６７で取得された２つのネットのネット属性の一方が一般ネットであり，もう一方がアースネットである場合には（ステップＳ７０），ステップＳ６２で選択された部品の論理種別にプルダウン抵抗を設定し（ステップＳ７１），ステップＳ６１の処理に戻る。

ステップＳ６７で取得された２つのネットのネット属性の一方が一般ネットであり，もう一方が電源ネットである場合には（ステップＳ７２），ステップＳ６２で選択された部品の論理種別にプルアップ抵抗を設定し（ステップＳ７３），ステップＳ６１の処理に戻る。

プルダウン抵抗，プルアップ抵抗，ダンピング抵抗のいずれでもない場合には，そのままステップＳ６１の処理に戻る。

図１８に示すように，回路データベース１３に記憶された回路データの各テーブルの情報から判別することにより，各部品の論理種別を自動的に設定することができる。なお，すべての部品の論理種別を自動設定するのではなく，一部の部品について論理種別を手動で設定するようにしてもよい。

以上説明した実施の形態による設計検証に関する処理は，コンピュータとソフトウェアプログラムとによって実現することができ，そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することも，ネットワークを通して提供することも可能である。

以上，本発明の実施の形態について説明したが，本発明はこれに限るものではない。例えば，本実施の形態では，本発明を図１９に示す回路設計（Ｐ１２）の段階での設計検証に適用する例を示したが，本発明を図１９に示す実装設計（Ｐ１４）の段階での設計検証に適用することも容易に可能である。

本発明の実施の形態によるＣＡＤシステムの構成例を示す図である。 本実施の形態によるＤＲＣ用データの構成例を示す図である。 本実施の形態による回路図テーブルのデータ構造の例を示す図である。 本実施の形態による部品テーブルのデータ構造の例を示す図である。 本実施の形態による部品ピンテーブルのデータ構造の例を示す図である。 本実施の形態によるネットテーブルのデータ構造の例を示す図である。 本実施の形態による論理透過ネットテーブルのデータ構造の例を示す図である。 論理透過ネットの概念を説明する図である。 回路図のＤＲＣデータベース構造の例を示す図である。 本実施の形態のＤＲＣ実行部による論理チェック処理フローチャートである。 本実施の形態のＤＲＣ用データ作成部による論理透過ネット作成処理フローチャートである。 論理透過部品探索処理フローチャートである。 プルダウン抵抗を説明する図である。 プルアップ抵抗を説明する図である。 テブナン抵抗を説明する図である。 ダンピング抵抗を説明する図である。 差動終端抵抗を説明する図である。 本実施の形態の論理種別自動設定部による論理種別自動設定処理フローチャートである。 プリント基板の開発フローである。 ＣＡＤシステムの構成例を示す図である。 回路データの構成例を示す図である。 回路図の例を示す図である。 回路図のデータベース構造の例を示す図である。 ＤＲＣ実行部による論理チェック処理フローチャートである。 部品ピン探索処理フローチャートである。

符号の説明

１０ ＣＡＤシステム
１１ 部品ライブラリ
１２ 回路設計処理部
１３ 回路データベース
１４ ＤＲＣ実行部
１５ ＤＲＣ用データ作成部
１６ ＤＲＣ用データベース
１７ 論理種別自動設定部
１８ 設計検証部
２０ 入出力装置

Claims (5)

1. 設計された回路図のデータである回路データを用いて設計された回路図の設計検証を行う設計検証装置であって，
   回路データの情報をもとに，回路図中の第１の部品に接続される第２の部品を探索し，その第２の部品が，入力と出力が論理的に同値の論理透過部品であるかどうかを判別し，論理透過部品である場合に，さらにその第２の部品に接続される部品を探索することにより，前記論理透過部品以外の部品同士を接続したネットの情報である論理透過ネットのデータを作成し，作成された論理透過ネットのデータを回路データに加えたデータである設計検証用データを作成する手段と，
   前記設計検証用データを記憶する設計検証用データ記憶手段と，
   前記設計検証用データ記憶手段に記憶された設計検証用データを用いて，前記論理透過ネットに接続される部品を辿ることにより設計検証を実行する手段とを備える
   ことを特徴とする設計検証装置。
2. 請求項１に記載された設計検証装置であって，
   前記回路データの情報をもとに，設計された回路図に配置された部品の一部またはすべてについて，回路図における部品の接続形態と部品種別から，少なくとも前記論理透過部品であるか否かの識別に用いる部品の論理種別を判別し，得られた論理種別を回路データ中のそれぞれの部品のデータに自動設定する手段を備える
   ことを特徴とする設計検証装置。
3. 設計された回路図のデータである回路データを用いて設計された回路図の設計検証を行う設計検証装置のコンピュータに実行させるための設計検証プログラムであって，
   前記コンピュータを，
   回路データの情報をもとに，回路図中の第１の部品に接続される第２の部品を探索し，その第２の部品が，入力と出力が論理的に同値の論理透過部品であるかどうかを判別し，論理透過部品である場合に，さらにその第２の部品に接続される部品を探索することにより，前記論理透過部品以外の部品同士を接続したネットの情報である論理透過ネットのデータを作成し，作成された論理透過ネットのデータを回路データに加えたデータである設計検証用データを作成する手段と，
   前記設計検証用データを記憶する設計検証用データ記憶手段と，
   前記設計検証用データ記憶手段に記憶された設計検証用データを用いて，前記論理透過ネットに接続される部品を辿ることにより設計検証を実行する手段として，
   機能させるための設計検証プログラム。
4. 設計された回路図のデータである回路データを用いて設計された回路図の設計検証を行う設計検証装置のコンピュータが行う設計検証方法であって，
   回路データの情報をもとに，回路図中の第１の部品に接続される第２の部品を探索し，その第２の部品が，入力と出力が論理的に同値の論理透過部品であるかどうかを判別し，論理透過部品である場合に，さらにその第２の部品に接続される部品を探索することにより，前記論理透過部品以外の部品同士を接続したネットの情報である論理透過ネットのデータを作成し，作成された論理透過ネットのデータを回路データに加えたデータである設計検証用データを作成する過程と，
   前記設計検証用データを設計検証用データ記憶手段に記憶する過程と，
   前記設計検証用データ記憶手段に記憶された設計検証用データを用いて，前記論理透過ネットに接続される部品を辿ることにより設計検証を実行する過程とを有する
   ことを特徴とする設計検証方法。
5. 設計者による回路図の設計を支援するＣＡＤシステムであって，
   設計者の指示により回路図を作成する手段と，
   前記作成された回路図のデータである回路データを記憶する手段と，
   回路データの情報をもとに，回路図中の第１の部品に接続される第２の部品を探索し，その第２の部品が，入力と出力が論理的に同値の論理透過部品であるかどうかを判別し，論理透過部品である場合に，さらにその第２の部品に接続される部品を探索することにより，前記論理透過部品以外の部品同士を接続したネットの情報である論理透過ネットのデータを作成し，作成された論理透過ネットのデータを回路データに加えたデータである設計検証用データを作成する手段と，
   前記設計検証用データを記憶する設計検証用データ記憶手段と，
   前記設計検証用データ記憶手段に記憶された設計検証用データを用いて，前記論理透過ネットに接続される部品を辿ることにより設計検証を実行する手段とを備える
   ことを特徴とするＣＡＤシステム。
   

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