JP2011192183A

JP2011192183A - 半導体集積回路のタイミング解析装置、そのタイミング解析装置のためのプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

Info

Publication number: JP2011192183A
Application number: JP2010059660A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kumano; 義則熊野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】回路変更後にタイミングが悪化した箇所を効率的に特定できるようにする。
【解決手段】比較の基準となる基準回路のネットリスト及びタイミング情報を基準回路のライブラリ４，６から読み込む基準回路データ読込み手段１２と、基準回路に対して少なくとも一部が異なっている改定版回路のネットリスト及びタイミング情報を改定版回路のライブラリ８，１０から読み込む改定版回路データ読込み手段１４と、両回路に共通のタイミング制約を読み込むタイミング制約読込み手段１６と、読み込んだタイミング制約に基づいてそれぞれの回路のタイミングを解析する解析手段１８，２０と、基準回路についての解析手段による解析結果データである基準回路タイミングレポートと改定版回路についての解析手段による解析結果データである改定版回路タイミングレポートを並べて出力する手段３２，３４と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路を設計する際に用いるタイミング解析装置と、そのタイミング解析装置のためのプログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体解析方法に関する。

ＬＳＩ（大規模集積回路）等の半導体集積回路の設計において、回路のタイミングが制約を満たしているか否かを検証する手段としてＳＴＡ（Static Timing Analysis：静的タイミング解析）ツールを用いるのが一般的である。ＳＴＡツールは、入力情報として回路のネットリスト、タイミング情報及びタイミング制約などの情報を用い、出力情報としてパスのタイミングレポートを出力する。ユーザはこのタイミングレポートを確認することで回路が所望のタイミング制約を満たしているか否かを確認することができる。このＳＴＡの技術は既知であり、Synopsys社のPrime TimeやIncentia社のTime Craftなどのツールが市販されている。

回路変更が発生した場合には回路変更後のネットリスト及びタイミング情報を使ってＳＴＡ解析を実施することになる。その際にタイミングが悪化しているパスがあれば、そのパスが回路変更前にはどのようなタイミングだったのかを確認し、パス上のどのノード（セル又はネット）でタイミングが悪化したのかを調べ、その内容を元にタイミング改善の方策を検討する必要に迫られることが多々ある。この確認作業を従来は回路変更前と回路変更後のＳＴＡ解析を別々に実施し、２つのタイミングレポートを見較べることで行っていた。具体的には２つのタイミングレポートを左右に並べて、同一箇所が同じ行になるように上下の高さを合わせた上で、１行１行左右の記述を見較べて違いがあるノードを探し出していた。このように人手に頼った極めて非効率な作業を行っているため、該当ノードの特定に手間と時間がかかるという問題があった。

本発明は回路変更後にタイミングが悪化した箇所を効率的に特定できるようにすることを目的とするものである。

本発明のタイミング解析装置は、比較の基準となる基準回路のネットリスト及びタイミング情報を前記基準回路のライブラリから読み込む基準回路データ読込み手段と、前記基準回路に対して少なくとも一部が異なっている改定版回路のネットリスト及びタイミング情報を前記改定版回路のライブラリから読み込む改定版回路データ読込み手段と、両回路に共通のタイミング制約を読み込むタイミング制約読込み手段と、読み込んだタイミング制約に基づいてそれぞれの回路のタイミングを解析する解析手段と、前記基準回路についての前記解析手段による解析結果データである基準回路タイミングレポートと前記改定版回路についての前記解析手段による解析結果データである改定版回路タイミングレポートを並べて出力する手段と、を備えている。

回路変更前の基準回路と回路変更後の改定版回路という２種類の回路のデータを読み込み、それぞれの回路のタイミング解析を行う。タイミング解析としては、例えばＳＴＡ解析を行う。そのタイミング解析後、２種類のデータのタイミングレポートを並べて表示することで前述の確認作業を容易化する。

確認作業をさらに容易化するための好ましい一形態として、改定版回路についての解析結果データの中で基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したパスを抽出するタイミング悪化パス解析手段と、タイミング悪化パス解析手段により抽出されたパスを出力するタイミング悪化パスレポート出力手段と、をさらに備えることができる。この出力されたタイミング悪化パスレポートをみれば、どのパスのタイミングが悪化したのかが直ちにわかる。さらに、表示するタイミング悪化パスを悪化の程度の大きい順に表示するようにすれば、タイミング悪化パスレポートの有用性がさらに増す。

確認作業をさらに容易化するための好ましい他の形態として、改定版回路についての解析結果データの中で基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したセルを抽出するタイミング悪化セル解析手段と、タイミング悪化セル解析手段により抽出されたセルを出力するタイミング悪化セルレポート出力手段と、をさらに備えることができる。この出力されたタイミング悪化セルレポートをみれば、どのセルのタイミングが悪化したのかが直ちにわかる。さらに、表示するタイミング悪化セルを悪化の程度の大きい順に表示するようにすれば、タイミング悪化セルレポートの有用性がさらに増す。

確認作業をさらに容易化するための好ましいさらに他の形態として、改定版回路についての解析結果データの中で基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したネットを抽出するタイミング悪化ネット解析手段と、タイミング悪化ネット解析手段により抽出されたネットを出力するタイミング悪化ネットレポート出力手段と、をさらに備えることができる。この出力されたタイミング悪化ネットレポートをみれば、どのネットのタイミングが悪化したのかが直ちにわかる。さらに、表示するタイミング悪化ネットを悪化の程度の大きい順に表示するようにすれば、タイミング悪化ネットレポートの有用性がさらに増す。

このように好ましい形態よれば、回路変更時のタイミングの悪化状況をパス、セル又はネットのそれぞれの視点で捉えることが容易になる。パスは信号のある特定のポイントから他の特定のポイントまでの伝達経路のことである。セルはアンド回路、オア回路、バッファ回路又はインバータ回路というような最小単位の論理回路である入力端子からある出力端子までを指す。ネットはセル間を接続する配線である。

本発明のプログラムはこのタイミング解析装置の各手段をコンピュータにより実行させるものであり、汎用のコンピュータによりこのタイミング解析装置を実現することができるようになる。

また、本発明のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明のプログラムを記録したものであり、本発明のプログラムの移送が容易になる。

本発明のタイミング解析装置は、基準回路についての解析結果データである基準回路タイミングレポートと改定版回路についての解析結果データである改定版回路タイミングレポートを並べて出力するようにしたので、回路変更によりタイミングが悪化したパス、セル又はネットを短時間で効率的に特定することが可能となる。そのためタイミング改善の方策を検討する時間を短縮し、開発ＴＡＴ（Turn Around Time：生産に要する時間）を短縮することに繋がる。

一実施例を示すブロック図である。同実施例のハードウエア構成を示す概略ブロック図である。基準回路と改定版回路の一例を示す回路図である。マージタイミングレポートの一例を示す図である。タイミング悪化パスレポートの一例を示す図である。タイミング悪化セルレポートの一例を示す図である。タイミング悪化ネットレポートの一例を示す図である。

一実施例を図１に示す。タイミング解析装置２はコンピュータにより実現されるものである。そのタイミング解析装置２には、ライブラリとして、基準回路のネットリストデータベース４、基準回路のタイミング情報データベース６、改定版回路のネットリストデータベース８、改定版回路のタイミング情報データベース１０及びタイミング制約データベース１１が接続されている。それらのデータベースはディスク装置により実現される。

基準回路のネットリストデータベース４にはすでに設計した回路や標準の回路のネットが格納されており、基準回路のタイミング情報データベース６には基準回路のＲＣ情報が記載されたｓｐｅｆ（Standard Parasitic Exchange Format）や、遅延値情報が記載されたｓｄｆ（Standard Delay Format）などが格納されている。改定版回路のネットリストデータベース８には基準回路とは少なくとも一部が異なるように変更した改定版回路のネットが格納されており、改定版回路のタイミング情報データベース１０には改定版回路のＲＣ情報が記載されたｓｐｅｆや、遅延値情報が記載されたｓｄｆなどが格納されている。タイミング制約データベース１１には遅延時間などの規格が格納されている。

タイミング解析装置２は、基準回路データ読込み手段１２、改定版回路データ読込み手段１４、タイミング制約読込み手段１６、基準回路データタイミング解析手段１８、改定版回路データタイミング解析手段２０、基準回路データのタイミングレポート出力手段２２、改定版回路データのタイミングレポート出力手段２４、及び解析結果処理手段２６を備えている。

タイミング制約読込み手段１６はタイミング制約データベース１１から基準回路と改定版回路の両回路に共通のタイミング制約を読み込む。

基準回路データ読込み手段１２はスクリプトなどにより基準回路が指定されると、その基準回路を構成するパス、セル及びネットを基準回路のネットリストデータベース４から読み込み、それらのパス、セル及びネットについてそれぞれのタイミングをタイミング情報データベース６から読み込むものであり、基準回路データタイミング解析手段１８は基準回路データ読込み手段１２が読込んだパス、セル及びネットのそれぞれのタイミングをタイミング制約読込み手段１６が読み込んだタイミング制約に基づいて解析する。その解析された結果はタイミングレポートとして基準回路データのタイミングレポート出力手段２２から出力され、タイミング解析装置２の外部に接続された基準回路データのタイミングレポートデータベース２８に格納される。

改定版回路データ読込み手段１４はスクリプトなどにより改定版回路が指定されると、その改定版回路を構成するパス、セル及びネットを改定版回路のネットリストデータベース８から読み込み、それらのパス、セル及びネットについてそれぞれのタイミングをタイミング情報データベース１０から読み込むものであり、改定版回路データタイミング解析手段２０は改定版回路データ読込み手段１４が読込んだパス、セル及びネットのそれぞれのタイミングをタイミング制約読込み手段１６が読み込んだタイミング制約に基づいて解析する。その解析された結果はタイミングレポートとして改定版回路データのタイミングレポート出力手段２４から出力され、タイミング解析装置２の外部に接続された改定版回路データのタイミングレポートデータベース３０に格納される。

解析結果処理手段２６は基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果と改定版回路データタイミング解析手段２０による解析結果を並べて表示したり、それらの解析結果の差を求めて表示したりするところであり、この実施例の特徴となる部分である。解析結果処理手段２６はタイミングレポートマージ手段３２、マージタイミングレポート出力手段３４、タイミング悪化パス解析手段３８、タイミング悪化パスレポート出力手段４０、タイミング悪化セル解析手段４４、タイミング悪化セルレポート出力手段４６、タイミング悪化ネット解析手段５０及びタイミング悪化ネットレポート出力手段５２を備えている。

タイミングレポートマージ手段３２は、基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果データと改定版回路データタイミング解析手段による解析結果データを並べるように処理するものであり、タイミングレポートマージ手段３２により並べられた２つのタイミングデータはマージタイミングレポート出力手段３４から出力され、タイミング解析装置２の外部に接続されたマージタイミングレポートデータベース３６に格納される。

タイミング悪化パス解析手段３８は、基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果データと改定版回路データタイミング解析手段による解析結果データとから、改定版回路についての解析結果データの中で基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したパスを抽出するものである。タイミング悪化パスレポート出力手段４０はタイミング悪化パス解析手段３８により抽出されたタイミング悪化パスを出力するものである。タイミング悪化パスレポート出力手段４０は、好ましくは、タイミング悪化パス解析手段３８により抽出されたタイミング悪化パスを出力する際に悪化の程度の大きい順に表示するように出力するようになっている。タイミング悪化パスレポート出力手段４０から出力されたタイミング悪化パスは、タイミング解析装置２の外部に接続されたタイミング悪化パスレポートデータベース４２に格納される。

タイミング悪化セル解析手段４４は、基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果データと改定版回路データタイミング解析手段による解析結果データとから、改定版回路についての解析結果データの中で基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したセルを抽出するものである。タイミング悪化セルレポート出力手段４６はタイミング悪化セル解析手段４４により抽出されたタイミング悪化セルを出力するものである。タイミング悪化セルレポート出力手段４６は、好ましくは、タイミング悪化セル解析手段４４により抽出されたタイミング悪化セルを出力する際に悪化の程度の大きい順に表示するように出力するようになっている。タイミング悪化セルレポート出力手段４６から出力されたタイミング悪化セルは、タイミング解析装置２の外部に接続されたタイミング悪化セルレポートデータベース４８に格納される。

タイミング悪化ネット解析手段５０は、基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果データと改定版回路データタイミング解析手段による解析結果データとから、改定版回路についての解析結果データの中で基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したネットを抽出するものである。タイミング悪化ネットレポート出力手段５２はタイミング悪化ネット解析手段５０により抽出されたタイミング悪化ネットを出力するものである。タイミング悪化ネットレポート出力手段５２は、好ましくは、タイミング悪化ネット解析手段５０により抽出されたタイミング悪化ネットを出力する際に悪化の程度の大きい順に表示するように出力するようになっている。タイミング悪化ネットレポート出力手段５２から出力されたタイミング悪化ネットは、タイミング解析装置２の外部に接続されたタイミング悪化ネットレポートデータベース５４に格納される。

基準回路用のタイミングレポートデータベース２８、改定版回路用のタイミングレポートデータベース３０、マージタイミングレポートデータベース３６、タイミング悪化パスレポートデータベース４２、タイミング悪化セルレポートデータベース４８及びタイミング悪化ネットレポートデータベース５４に格納されたレポートは必要に応じて液晶表示パネル等の表示装置に表示したり、プリンタにより印字したりすることができる。

図２は、タイミング解析装置２の概略構成図である。タイミング解析装置２はコンピュータからなるＣＡＤ（Computer Aided Design）装置として知られるものであり、図１中のタイミング解析装置２に含まれる各手段を実現している。タイミング解析装置２を構成するコンピュータは、ＣＰＵ（中央処理装置）６２、ＲＡＭ及びＲＯＭを含む記憶装置６４、表示装置６８、入力装置７０、及び外部記憶装置７６用のドライブ装置７２を備え、それらがバス７４により相互に接続された構成になっている。外部記憶装置７６は磁気ディスク装置又は光ディスク装置などである。

図１のタイミング解析装置２に含まれる各手段はＣＰＵ６２と記憶装置６４のＲＯＭに保持されたプログラムにより実現される。そのプログラムはコンピュータにタイミング解析装置２に含まれる各手段を実行させるためのものである。そのプログラムはコンピュータ読み取り可能な記録媒体であるＣＤやＤＶＤに記録することができる。そのプログラムを格納した記録媒体を介して他のコンピュータにそのプログラムをロードしてタイミング解析装置２を実現することができる。

図１のタイミング解析装置２に接続されているデータベース４，６，８，１０，１１，２８，３０，３６，４２，４８，５４は外部記憶装置７６により実現される。

基準回路と改定版回路の一例を図３に示す。（Ａ）は２つのフリップフロップを接続した基準回路である。それに対し、（Ｂ）は改定版回路であり、基準回路の２つのフリップフロップの間にバッファセルを挿入するように変更した回路である。

図３（Ａ），（Ｂ）の回路を図１の実施例により解析した結果を図４から図７に示す。図４から図７では基準回路を「Golden」と称し、改定版回路を「Revised」と称している。

マージタイミングレポート出力手段３４から出力されるレポートの一例を図４に示す。このレポートは、基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果データと改定版回路データタイミング解析手段による解析結果データがタイミングレポートマージ手段３２により並べられ、マージタイミングレポート出力手段３４から出力されたものである。

図４のレポートの最下欄を見ると、先ず基準回路のタイミング解析ではslack（タイミング余裕度）が正で１.７７７ｎｓ（MET）であったパスが、改定版回路ではslackが負の−０.０２３ｎｓ（VIOLATED）と悪化していることが読み取れる（注目(1)）。ここで、「MET」はタイミングがタイミング制約を満たしていることを意味し、「VIOLATED」はタイミングがタイミング制約を満たしていないことを意味する。

次にECO_BUF1というバッファセルが改定版回路で追加され、そのセルの入力ピン（Ｉ１）に０.５ｎｓ、出力ピン（Ｏ１）に１.３ｎｓの遅延が付いたことがslack悪化の原因であることが容易に特定できる（注目(2)。

図１の実施例において、タイミング悪化パスレポート出力手段４０から出力されるレポートの一例を図５に示す。このレポートは、基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果データと改定版回路データタイミング解析手段による解析結果データについて、改定版回路での悪化の度合いを算出するために、タイミング悪化パス解析手段３８で回路内の全パスについて基準回路のslack値から改定版回路のslack値を減算することにより得られたものである。そして、タイミング悪化パスレポート出力手段４０では、算出された値の大きなものから順番に並べられたタイミング悪化パスのレポートを出力する。

図５を見ると、悪化の度合いが１番大きなパスは始点がFF_DT/CKで終点がFF_ST/Dのパスであることが判る。そして基準回路のslack値が１.７７７ｎｓで改定版回路のslack値が−０.０２３ｎｓで、悪化の度合い（Delta）は−１.８ｎｓとなっていることが容易に読み取れる。

図１の実施例において、タイミング悪化セルレポート出力手段４６から出力されるレポートの一例を図６に示す。このレポートは、基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果データと改定版回路データタイミング解析手段による解析結果データについて、改定版回路での悪化の度合いを算出するために、タイミング悪化セル解析手段４４で回路内の全セルについて基準回路の遅延値から改定版回路の遅延値を減算することにより得られたものである。そして、タイミング悪化セルレポート出力手段４６では、算出された値の大きなものから順番に並べられたタイミング悪化セルのレポートを出力する。図６で「Instance」はセルを指す。

図６を見ると、悪化の度合いが１番大きなセルはセル名がＡＮＤ１というセルであり、入力ピンがＩ１、出力ピンがＯ１の伝播（アーク）であることが判る。そして基準回路の遅延値が０.７７７ｎｓで改定版回路の遅延値が３.２４５ｎｓ、悪化の度合い（Delta）は２.４６８ｎｓとなっていることが容易に読み取れる。

図１の実施例において、タイミング悪化ネットレポート出力手段５２から出力されるレポートの一例を図７に示す。このレポートは、基準回路データタイミング解析手段１８による解析結果データと改定版回路データタイミング解析手段による解析結果データについて、改定版回路での悪化の度合いを算出するために、回路内の全ネットについて基準の遅延値から改定版回路の遅延値を減算することにより得られたものである。そして、タイミング悪化ネットレポート出力手段５２では、算出された値の大きなものから順番に並べられたタイミング悪化ネットのレポートを出力する。

図７を見ると、悪化の度合いが１番大きなネットはネット名がnet４というネットであり、BUF4/O1出力とFF_AT/D入力を繋ぐネットであることが判る。そして基準回路の遅延値が０.０００ｎｓで改定版回路の遅延値が０.２３７ｎｓ、悪化の度合い（Delta）は０.２３７ｎｓとなっていることが容易に読み取れる。

この実施例の使用方法としては、図４から図７のレポートを組み合わせることできる。例えば図５のタイミング悪化パスレポートにより回路変更によってタイミングが１番悪化したパスを洗い出し、そのパスの回路変更前後の違いを図４のマージタイミングレポートにより確認するといったような使い方である。

２タイミング解析装置
４基準回路のネットリストデータベース
６基準回路のタイミング情報データベース
８改定版回路のネットリストデータベース
１０改定版回路のタイミング情報データベース
１１タイミング制約データベース
１２基準回路データ読込み手段
１４改定版回路データ読込み手段
１６タイミング制約読込み手段
１８基準回路データタイミング解析手段
２０改定版回路データタイミング解析手段
２２基準回路データのタイミングレポート出力手段
２４改定版回路データのタイミングレポート出力手段
２６解析結果処理手段

Claims

比較の基準となる基準回路のネットリスト及びタイミング情報を前記基準回路のライブラリから読み込む基準回路データ読込み手段と、
前記基準回路に対して少なくとも一部が異なっている改定版回路のネットリスト及びタイミング情報を前記改定版回路のライブラリから読み込む改定版回路データ読込み手段と、
両回路に共通のタイミング制約を読み込むタイミング制約読込み手段と、
読み込んだタイミング制約に基づいてそれぞれの回路のタイミングを解析する解析手段と、
前記基準回路についての前記解析手段による解析結果データである基準回路タイミングレポートと前記改定版回路についての前記解析手段による解析結果データである改定版回路タイミングレポートを並べて出力する手段と、
を備えた半導体集積回路のタイミング解析装置。
前記改定版回路についての解析結果データの中で前記基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したパスを抽出するタイミング悪化パス解析手段と、
前記タイミング悪化パス解析手段により抽出されたパスを出力するタイミング悪化パスレポート出力手段と、
をさらに備えた請求項１に記載のタイミング解析装置。
前記改定版回路についての解析結果データの中で前記基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したセルを抽出するタイミング悪化セル解析手段と、
前記タイミング悪化セル解析手段により抽出されたセルを出力するタイミング悪化セルレポート出力手段と、
をさらに備えた請求項１又は２に記載のタイミング解析装置。
前記改定版回路についての解析結果データの中で前記基準回路についての解析結果データよりもタイミングが悪化したネットを抽出するタイミング悪化ネット解析手段と、
前記タイミング悪化ネット解析手段により抽出されたネットを出力するタイミング悪化ネットレポート出力手段と、
をさらに備えた請求項１から３のいずれか一項に記載のタイミング解析装置。
前記タイミング悪化パスレポート出力手段、タイミング悪化セルレポート出力手段及びタイミング悪化ネットレポート出力手段は、それぞれが表示するパス、セル又はネットを悪化の程度の大きい順に表示する請求項２から４のいずれか一項に記載のタイミング解析装置。
コンピュータを請求項１から５のいずれか一項に記載の各手段を実行させるためのプログラム。
請求項６に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。