JP2763721B2 - 論理回路検証方法 - Google Patents

論理回路検証方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は論理回路検証方法、特に
論理回路における仮配線長、更には仮配線の遅延時間を
精度よく算出する論理回路検証方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ゲートアレースタンダードセルといった
セミカスタムICが設計されると、実際にレイアウトを
作成する前に、仮想的な配線(以下仮配線)を行い、こ
の仮配線に対して論理検証を行う。この際、仮配線上に
対して仮の配線遅延時間を考慮しておく。この仮配線遅
延値は、過去の実績データを統計処理し、仮配線長に応
じた近似式を使用するのが一般的であり、仮配線遅延値
tpdは、以下の式(1)で求められる。
【0003】 tpd=t1 +K・L・q (1) ここで、t1 はゲート単位遅延[ns]、Kは配線容量
依存係数[ns/pF]、Lは仮配線長[mm]、qは
単位長さ当りの配線容量[pF/mm]である。t1 、
K及びqは、過去の実績データを統計処理して求められ
る。
【0004】この近似式の一変数である仮配線長は、以
下の各ゲート出力側の配線分岐数、すなわち各ゲートに
接続されている部品の数nの1次式(2)で表されるこ
とが多い。
【0005】 L=a0 +b0 ・n (2) ここで、nは配線分岐数、a0 及びb0 は係数である。
【0006】また、一部の半導体メーカーでは、論理回
路において、ブロック内とブロック外という階層で式
(2)の係数a0 、b0 を以下の式(3)、(4)のよ
うに場合分けしている例もある。
【0007】 L1 =a1 +b1 ・n (3) L2 =a2 +b2 ・n (4) ここで、L1 、a1 、b1 はブロック間の配線長及び係
数、L2 、a2 、b2はブロック内の配線長及び係数で
ある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
式(2)の仮配線長予測式は、配置配線で配線長の決定
に影響を与える全ての要因を考慮したのではなく、予測
精度の点で問題があった。 例えば、同一ダイにおいて
コアマクロの大きさが異なるチップの場合、IOパッド
−コアマクロ間の距離は変わってくるが、上記式(2)
には、そのような要因を考慮していない。
【0009】図5には、従来の仮配線長と実際にレイア
ウトした際の配線長(以下実配線長という)との関係が
示されている。グラフ線30は仮配線長と実配線長とが
一致した場合を示している。図5によると、全体的に仮
配線長の予測にマージンが大きいことがわかる。これ
は、実配線長が仮配線長より長くなることにより、所望
の論理値を出力するタイミングが遅れてしまい、ファン
クションエラー等の異常が発生することを防止するため
である。つまり、このような異常による再設計等の工程
の戻りを防ぐためにもマージンを多めに取っており、一
般に従来の場合の寄与率は65〜70%である。
【0010】このように予測精度の点で問題があること
で、マージンを大きく取る必要があり、したがって、論
理回路に高速動作を追及することはできないという問題
があった。
【0011】以上のことから回路のスピード向上、消費
電力、発熱の低減には、論理回路設計段階でのタイミン
グ上、精度のよい検証が不可欠であり、そのためには仮
配線長予測式は、精度の高いものが要求される。
【0012】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、回路の動作に大
きな影響を与える配線遅延に関して、配線遅延前に精度
よく配線遅延を予測しうる論理回路検証方法を提供する
ことにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明における論理回路検証方法は、階層
構造を有する論理回路における仮配線の遅延時間を、ゲ
ート単位遅延、配線容量依存係数、仮配線長及び単位長
さ当りの配線容量を変数として算出する論理回路検証方
法において、前記仮配線長をIOパッド−コアマクロ
間、コアマクロ内のブロック間及びブロック内に場合分
けして求め、かつ、以下の各手段を備えることを特徴と
する。
【0014】このうちのIOパッド−コアマクロ間の仮
配線長は、仮配線分岐数、コアマクロ及びダイサイズを
要因変数として算出されることを特徴とする。
【0015】また、コアマクロ内のブロック間の仮配線
長は、仮配線分岐数及びコアマクロの対角線長を要因変
数として算出されることを特徴とする。
【0016】また、ブロック内のセル間の仮配線長は、
仮配線分岐数及びブロック内のゲート数を要因変数とし
て算出されることを特徴とする。
【0017】更に、前記仮配線長は、仮配線の分岐数に
応じた係数を用いて算出されることを特徴とする。
【0018】
【作用】以上のような構成を有する本発明に係る論理回
路検証方法においては、仮配線の遅延時間を求める算出
式の一変数である仮配線長を、IOパッド−コアマクロ
間、コアマクロ内のブロック間及びブロック内に場合分
けして求める。
【0019】IOパッド−コアマクロ間の仮配線長を算
出する場合には、仮配線分岐数、コアマクロ及びダイサ
イズを要因変数とする。
【0020】コアマクロ内のブロック間の仮配線長を算
出する場合には、仮配線分岐数及びコアマクロの対角線
長を要因変数とする。
【0021】ブロック内のセル間の仮配線長を算出する
場合には、仮配線分岐数及びブロック内のゲート数を要
因変数とする。
【0022】また、上記仮配線長を算出する際に、仮配
線の分岐数に応じた係数を用いて仮配線長を算出する。
【0023】このようにして仮配線長を算出すること
で、精度のよい仮配線の遅延時間を求めることができ、
したがって、精度のよい論理回路を設計することができ
る。
【0024】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施
例を説明する。
【0025】図1には、本実施例を説明するのに好適な
論理回路を含むチップ1の概略図が示されている。チッ
プ1は、その周囲のIOパッド2と、IOパッド2の内
部のコアマクロ4で構成される。コアマクロ4の内部に
はブロック6が、ブロック6の内部にはセル8が含まれ
ている。そして、各階層間、すなわちIOパッド2−コ
アマクロ4間、コアマクロ4内のブロック6間、ブロッ
ク6内のセル8間にはそれぞれ配線10、12、14が
施されている。この各配線10、12、14の長さを統
計処理し、配線分岐数n毎にまとめると、図2に示すよ
うに1次回帰式が階層毎に分かれる。
【0026】以上のことから本実施例において特徴的な
ことは、IOパッド2−コアマクロ4間、コアマクロ4
内のブロック6間、ブロック6内のセル8間の階層毎に
仮配線長を求める式を設定することである。また、精度
をよい仮配線長を算出するために後述する要因を変数と
して各式に取り入れたことである。これにより、より正
確な仮配線長を求めることで精度のよい仮配線の遅延時
間を求めることができ、したがって、精度のよい論理回
路を設計することができる。
【0027】以下に階層毎の仮配線長を算出する式につ
いて説明する。
【0028】第一に、IOパッド2−コアマクロ4間の
仮配線長を求める際、ダイとコアマクロ4の面積比を算
出式の要因変数とする。
【0029】チップ1内のダイの大きさは、コアマクロ
4の大きさが異なっていても端子数の関係、あるいは適
当な大きさのダイがない等の理由により、異なる大きさ
のコアマクロ4に対して同じ大きさのダイを使用する場
合がある。この時、IOパッド2−コアマクロ4間にダ
イ−コアマクロ4間の物理的な相対関係が大きな要因で
あると考えられる。
【0030】以上のことから、IOパッド2−コアマク
ロ4間の仮配線長Lは、分岐数n以外にダイとコアマク
ロ4の面積比rを要因変数として、以下の式(5)で表
すことができる。ただし、a1 、b1 、c1 は係数とす
る。
【0031】 L=a1 +b1 ・n+c1 ・r (5) 第二に、コアマクロ4内のブロック6間の配線長は、コ
アマクロ4の大きさの影響を受ける。したがって、コア
マクロ4内のブロック6間の仮配線長Lは、分岐数n以
外にコアマクロ4の大きさに関する要因としてコアマク
ロ4の対角線長Rを要因変数とし、以下の式(6)で表
すことができる。ただし、a3 、b3 、c3 は係数とす
る。
【0032】 L=a3 +b3 ・n+c3 ・R (6) 第三に、ブロック6内のセル8間の配線長は、ブロック
6の大きさの影響を受ける。したがって、ブロック6内
のセル8間の仮配線長Lは、分岐数n以外にブロック6
の大きさに関する要因としてブロック6内のゲート数G
を要因変数とし、以下の式(7)で表すことができる。
ただし、a5 、b5 、c5 は係数とする。 L=a5 +b5 ・n+c5 ・G (7) 以上のように、仮配線長Lを求める際に、階層毎に場合
分けし、更に分岐数n以外の要因変数を考慮すること
で、より正確な仮配線長を求めることができる。この求
められた仮配線長Lを従来の技術で示した式(1)に代
入することにより、精度のよい仮配線長の遅延時間を算
出でき、したがって、精度のよい論理回路を設計するこ
とができる。
【0033】本実施例により求められた仮配線長と実配
線長との関係を図3に示す。なお、図3のグラフ線20
は、仮配線長と実配線長とが一致していることを示して
いる。
【0034】図3に示されるように、本実施例により求
められた仮配線長は実配線長より少しばかり長く近似し
た値をなっており、大きなマージンにはならない。上記
式(5)〜(7)の寄与率は90%程度になる。したが
って、論理回路の高速性を追及する場合、有効である。
【0035】ところで、統計的に分析すると、図4に示
すように、仮に図4の1次関数式をL=an+bとする
と、分岐数nが大きくなるにつれて、傾きaはnがある
分岐数Nより大きくなれば小さくなる。したがって、こ
の影響も考慮し、上記式(5)〜(7)において、式
(5)は、 L=a1 +b1 ・n+c1 ・r (nは1以上m1
未満のとき) L=a2 +b2 ・n+c2 ・r (nはm1 以上の
とき) 式(6)は、 L=a3 +b3 ・n+c3 ・R (nは1以上m2
未満のとき) L=a4 +b4 ・n+c4 ・R (nはm2 以上の
とき) 式(7)は、 L=a5 +b5 ・n+c5 ・G (nは1以上m3
未満のとき) L=a6 +b6 ・n+c6 ・G (nはm3 以上の
とき) のようにそれぞれの式に分かれる。
【0036】ただし、ai 、bi 、ci (i=1、2、
・・・、6)、mj (j=1、2、3)は定数である。
また、mj は、上記分岐数Nであるが、各階層間によっ
て異なる値になることも考慮し、独自の定数で表した。
【0037】以上のように、本実施例によれば、IOパ
ッド2−コアマクロ4間、コアマクロ4内のブロック6
間、ブロック6内のセル8間の階層毎に仮配線長を求め
る式を設定し、各算出式に配線長の決定に影響を与える
要因を変数として追加することにより、より精度の高い
仮配線長を求めることができる。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る論理回路検
証方法によれば、より精度の高い仮配線長、更には仮配
線における遅延時間を求めることができるので、マージ
ンが少なくより高速な精度のよい論理回路の設計が可能
となる。
【0039】これにより、仮配線の遅延時間と実配線長
の遅延時間との差をより小さくすることができるので、
遅延により発生するファンクションエラーあるいはタイ
ミングエラー等の異常を回避することが可能となる。
【0040】更に、上記異常を回避することができるこ
とで回路設計期間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る論理回路検証方法の説明に好適な
チップの概略図である。
【図2】階層間毎の分岐数と実配線長との関係を示すグ
ラフである。
【図3】本発明に係る論理回路検証方法により求められ
た仮配線長と実配線長との関係を示すグラフである。
【図4】分岐数と実配線長との関係を示すグラフであ
る。
【図5】従来の論理回路検証方法により求められた仮配
線長と実配線長との関係を示すグラフである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−250571(JP,A) 特開 昭61−56435(JP,A) 特開 平4−54565(JP,A) 特開 平4−237156(JP,A) 特開 平4−182783(JP,A) 特開 平4−167182(JP,A) 特開 平2−170448(JP,A) 特開 平2−236675(JP,A) 特開 平2−119242(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/82 G06F 17/50

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 階層構造を有する論理回路における仮配
    線の遅延時間を、ゲート単位遅延、配線容量依存係数、
    仮配線長及び単位長さ当りの配線容量を変数として算出
    する論理回路検証方法において、 前記仮配線長をIOパッド−コアマクロ間、コアマクロ
    内のブロック間及びブロック内に場合分けして求め IOパッド−コアマクロ間の前記仮配線長は、仮配線分
    岐数、コアマクロ及びダイサイズを要因変数として算出
    される ことを特徴とする論理回路検証方法。
  2. 【請求項2】 階層構造を有する論理回路における仮配
    線の遅延時間を、ゲート単位遅延、配線容量依存係数、
    仮配線長及び単位長さ当りの配線容量を変数として算出
    する論理回路検証方法において、前記仮配線長をIOパッド−コアマクロ間、コアマクロ
    内のブロック間及びブロック内に場合分けして求め、 コアマクロ内のブロック間の 前記仮配線長は、仮配線分
    岐数及びコアマクロの対角線長を要因変数として算出さ
    れることを特徴とする論理回路検証方法。
  3. 【請求項3】 階層構造を有する論理回路における仮配
    線の遅延時間を、ゲート単位遅延、配線容量依存係数、
    仮配線長及び単位長さ当りの配線容量を変数として算出
    する論理回路検証方法において、前記仮配線長をIOパッド−コアマクロ間、コアマクロ
    内のブロック間及びブロック内に場合分けして求め、 ブロック内のセル間の 前記仮配線長は、仮配線分岐数及
    ブロック内のゲート数を要因変数として算出されるこ
    とを特徴とする論理回路検証方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3記載の論理回路検証方法
    において、前記仮配線長は、前記仮配線の分岐数に応じた係数を用
    いて 算出されることを特徴とする論理回路検証方法。
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JPS6156435A (ja) * 1984-07-25 1986-03-22 Fujitsu Ltd 半導体集積回路装置に於ける配線長予測方法
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