JP2788882B2 - 論理回路の設計方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は論理回路の設計方法
に関し、特に複数の論理ブロックから構成されている論
理回路の設計方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の複数の論理ブロックから構成さ
れる論理回路では、１つあるいは２つ以上の一部の論理
ブロックのみを新規に最適化設計を行った新規論理ブロ
ックを用い、残りの全部の論理ブロックには既設計の論
理ブロック（以下既存論理ブロック）を使用して新たな
論理回路を構成する場合がしばしば生ずる。

【０００３】この場合、新規論理ブロックが他の既存論
理ブロックと協調して動作することを確認するため、従
来の一般的な第１の論理回路の設計方法では、上記新規
論理ブロックを論理回路に組み込んだ状態で論理シミュ
レーションを行い、論理回路全体として協調動作するこ
とを検証していた。

【０００４】この理由は、論理回路に組み込まない状態
で新規論理ブロックの動作を検証しようとすると、この
論理回路内の信号の中から、検証対象の新規論理ブロッ
クに接続する全ての入出力信号の変化を予測する必要が
あり、また、それら入出力信号の変化が論理回路にどの
ような影響を及ぼすかを予測する必要があるからであ
る。特に既存論理ブロックが機能記述から論理合成され
ている場合、設計者が上記入出力信号の変化を全て予測
するには、合成された回路全体の構成を調べそれらを理
解する必要がある。このため、新規論理ブロックの設計
を行うためには論理回路全体を理解する作業が加わり、
当然検証範囲も論理回路全体となるので、この新規設計
論理ブロック単体のみの検証を行う場合よりも設計期間
を長期化してしまう。このため、新規設計論理ブロック
を論理回路に組み込み論理回路全体として動作チェック
を行うのが一般的である。

【０００５】また、従来の第２の論理回路の設計方法で
は、新規論理ブロックの論理記述を、その論理ブロック
の仕様に基ずいて機能記述した新規論理ブロック候補記
述として作成し、論理シミュレータによりこの新規論理
ブロック候補記述の検証を行った後、上記新規論理ブロ
ック候補記述を論理合成により論理回路から成る上記新
規論理ブロックに変換する方法がある。しかし、この方
法で作成される新規論理ブロックは、最適化設計された
論理ブロックすなわち最適化論理ブロックと比較すると
冗長な回路を含み、特に設計対象論理回路全体が最適化
論理ブロックから成ることを必要とするような場合は、
論理回路の性能の低下要因となる。

【０００６】従来の第１の論理回路の設計方法をフロー
チャートで示す図４を参照すると、この従来の論理回路
の設計方法は、仕様設計ステップＰ１と、機能設計ステ
ップＰ２と、機能シミュレーションステップＰ３と、回
路設計ステップＰ４と、論理シミュレーションステップ
Ｐ５と、論理シミュレーション結果を判断する判断ステ
ップＰ６と、次工程へ移るステップＰ７とを含む。

【０００７】次に、図４を参照して従来の論理回路の設
計方法の設計手順について説明すると、まず、ステップ
Ｐ１で、設計対象の論理回路全体の細部の仕様を決定
し、ステップＰ２で、これから新規に設計する新規論理
ブロックの仕様を決定する。ステップＰ３で、ステップ
Ｐ２で決定した新規論理ブロックの仕様から、論理的に
同一動作をする機能記述ブロックを設計し、機能シミュ
レーションを実行して機能の確認を行う。続いて、ステ
ップＰ４でステップＰ２で決定した仕様に基づいて新規
論理ブロックを設計し、ステップＰ５で論理シミュレー
ションを実行し、ステップＰ６でステップＰ５の論理シ
ミュレーション結果、論理回路が設計者の意図した動作
すなわちステップ１で決定した動作仕様を満足するか否
かを判断する。ステップＰ６の判断結果、論理回路が設
計者の意図したとおりに動作せず仕様を満足しない場
合、ステップＰ４に戻り新規論理ブロックの回路を修正
し、再度ステップＰ５の論理シミュレーションをやりな
おす。再度ステップＰ６での判断結果、論理回路が仕様
を満足し設計者の意図したとおりに動作すると確認され
れば、ステップＰ７で次の工程へ移る。

【０００８】このように、一部新規論理ブロックを含む
論理回路ではこの新規論理ブロックと既存論理ブロック
との協調動作により、設計者の意図する動作仕様を実現
させる。この協調動作は、上記論理回路の論理シミュレ
ーションにより確認できる。しかし、この確認作業で
は、誤りを含む未完成な状態の新規論理ブロックを含む
ので、シミュレーション動作において論理回路全体に新
規設計ブロックの誤動作が影響する。得られた動作結果
が設計仕様と異なる場合、論理回路全体の論理シミュレ
ーション結果から新規論理ブロックの誤りを推定し、そ
の誤りを修正し、再度論理回路全体の論理シミュレーシ
ョンを行うという作業の反復となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第１の
論理回路の設計方法は、未完成な状態の新規論理ブロッ
クを含む論理回路全体の協調動作結果をシミュレーショ
ン動作により確認するので論理回路全体に上記新規設計
ブロックの誤動作が影響するため、シミュレーション結
果が設計仕様と異なる場合にはこの結果から新規論理ブ
ロックの誤りの推定，その誤りの修正，および再度の論
理回路全体の論理シミュレーション実行という作業の反
復となることのため、上記新規論理ブロックを完成する
ための開発期間が長期化するという欠点があった。

【００１０】また、従来の第２の論理回路の設計方法
は、設計された新規論理ブロックが最適化論理ブロック
と比較すると冗長な回路を含み、特に設計対象論理回路
全体が最適化論理ブロックから成ることを必要とするよ
うな場合は、論理回路の性能の低下要因となるという欠
点があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の論理回路の設計
方法は、論理回路全体の細部の仕様を決定する第１のス
テップと、新規に設計する新規論理ブロックの仕様の決
定のための機能設計を行う第２のステップとを含み、前
記新規論理ブロックと既設計の既存論理ブロックとから
成る前記論理回路の設計方法において、前記機能設計結
果得られた前記新規論理ブロックの仕様と論理的に同一
動作をする機能記述ブロックを作成する第３のステップ
と、前記新規論理ブロックの代りに前記機能記述ブロッ
クを組み込んで前記論理回路の機能シミュレーションを
実行する第４のステップと、前記機能シミュレーション
結果から前記新規論理ブロックの検証用の基準データを
作成する第５のステップと、前記新規論理ブロックの回
路設計を行う第６のステップと、前記基準データを用い
て前記新規論理ブロック単体の論理シミュレーションを
実行する第７のステップと、前記論理シミュレーション
結果を判断する第８のステップとを含むことを特徴とす
るものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図４
と共通の構成要素には共通の参照文字／数字を付して同
様にフローチャートで示す図１を参照すると、この図に
示す本実施の形態の論理回路の設計方法を含む設計手順
は、従来と共通の仕様設計ステップＰ１と、機能設計ス
テップＰ２とに加えて、ステップＰ２の機能設計結果得
られた新規論理ブロックの仕様から論理的に同一動作を
する機能記述ブロックを作成するステップＳ３と、機能
記述ブロックを組み込んで機能シミュレーションを実行
するステップＳ４と、ステップＳ４の機能シミュレーシ
ョン結果から新規論理ブロック設計用の基準データを作
成するステップＳ５と、新規論理ブロックの最適化回路
設計を行う回路設計ステップＳ６と、ステップＳ５で得
られた基準データを用いて新規論理ブロックの論理シミ
ュレーションを実行するステップＳ７と、論理シミュレ
ーション結果を判断する判断ステップＳ８と、次工程へ
移るステップＳ９とを含む。

【００１３】次に、図１を参照して本実施の形態の設計
手順について説明すると、まず、ステップＰ１で、設計
対象の論理回路全体の細かい仕様を決定し、ステップＰ
２でで新規論理ブロックの仕様を決定する。ここまでは
従来と同様である。次に、ステップＳ３で、新規論理ブ
ロックの仕様に基づき論理的に同一動作をする機能記述
ブロックを設計する。次に、ステップＳ４で上記機能記
述ブロックを組み込んで論理回路全体の機能シミュレー
ションを行い、その結果からステップＳ５で上記新規論
理ブロック検証用の基準データを作成する。次に、ステ
ップＳ６で新規論理ブロックの回路を手作業により最適
化設計する。ステップＳ７で、最適化設計した新規論理
ブロックを論理シミュレーションし、ステップＳ８で、
ステップＳ５の基準データを用いて論理シミュレーショ
ン結果を判断する。ステップＳ８の判断結果、新規論理
ブロックが上記基準データと一致し、論理回路が設計者
の意図した動作であると確認されれば、ステップＳ９の
次工程へ移る。

【００１４】次に、本実施の形態の設計法における設計
対象論理回路のシミュレーション動作時の等価回路をブ
ロックで示す図２を参照すると、設計対象の論理回路１
１は、入力端子１２と、入力端子１２に接続する既存論
理ブロック１３と、既存論理ブロック１３と接続し新規
論理ブロックの機能を記述した論理ブロックである機能
記述ブロック１４と、論理ブロック１３に接続する出力
端子１５とを備える。

【００１５】新規論理ブロック２３を単体で論理シミュ
レーションするための論理回路２１は、入力端子２２
と、入力端子２２に接続する新規論理ブロック２３と、
新規論理ブロック２３に接続する出力端子２４とを備え
る。

【００１６】さらに、図２には、論理回路１１のシミュ
レーション動作用の検査用のパターンＡを格納したファ
イル３１と、論理回路１１のシミュレーション結果機能
記述ブロック１４の入出力端の信号変化を基準データＢ
を格納したファイル３２と、論理回路２１のシミュレー
ション結果、新規論理ブロック２３の入出力端の各々の
信号変化である新規論理データＣを格納したファイル３
３とを有する。

【００１７】次に、図２，図１を参照して本実施の形態
の動作について説明すると、既存論理ブロック１３は、
従来の技術で述べたように、既に設計が完了しており、
新規論理ブロック２３は、これから、機能シミュレーシ
ョンで確認した仕様に基づいて最適化された論理回路と
して設計するものとする。論理回路１１の論理シミュレ
ーション動作を行なうために、新規論理ブロック２３に
代えて、この新規論理ブロック２３の機能シミュレーシ
ョンを行うために作成した（ステップＳ３）機能記述ブ
ロック１４をそのまま用いる。また、論理回路１１の論
理シミュレーション用の検査パターンＡをファイル３１
に格納する。

【００１８】次に、論理回路１１の機能シミュレーショ
ンを実行すると（ステップＳ４）、ファイル３１から試
験パターンＡを入力端子１２に供給する。既存論理ブロ
ック１３および機能記述ブロック１４は論理シミュレー
ション動作を行い、結果を出力端子１５に出力する。こ
のシミュレーション動作時に、論理ブロック１３は、機
能記述ブロック１４へ信号を出力し、同時に、機能記述
ブロック１４から信号を受け取る。この時の機能記述ブ
ロック１４の入力信号および出力信号の各々の変化を取
り出し、基準データＢとしてファイル３２に格納する
（ステップＳ５）。

【００１９】機能記述ブロック１４，新規論理ブロック
２３の入力信号，出力信号の各々を示す図３（Ａ）を参
照すると、入力信号としてＡ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ
０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，ＳＩ，ＣＫを、出力信号として
Ｏ０，Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，ＳＯをそれそれ示す。これら
入力信号，出力信号対応の基準データＢの一例をそれぞ
れ示す図３（Ｂ）を参照すると、図中のＮｏ．はシミュ
レーションパターン番号を示す。

【００２０】次に、新規論理ブロック２３を機能記述ブ
ロック１４の仕様で最適化設計する（ステップＳ６）。
この新規論理ブロック２３を検査するため、論理回路２
１の入力端子２２に、ファイル３２に格納した基準デー
タＢの中の機能記述ブロック１４への入力信号Ａ０，Ａ
１，Ａ２，Ａ３，Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，ＳＩ，ＣＫ
の変化分を検査用の試験パターンとして供給する。入力
端子２２は、新規論理ブロック２３に上記試験パターン
を入力し、論理シミュレーション動作を行ない、その結
果を出力端子２４に出力する（ステップＳ７）。入力端
子２２に入力される検査パターンと、出力端子２４から
出力される出力信号の変化とを取り出して新規論理デー
タＣとしてファイル３３に格納する。この新規論理デー
タＣの変化と、基準データＢの中の出力信号Ｏ０，Ｏ
１，Ｏ２，Ｏ３，ＳＯの変化を比較する（ステップＳ
８）。この両者が一致していれば、新規論理ブロック２
３は、論理回路１１に機能記述ブロック１４に代えて組
み込んでも、機能シミュレーション（ステップＳ４）で
確認した仕様どおりの動作をする。

【００２１】出力端子２４の出力結果すなわち新規論理
データＣの一例を示す図３（Ｃ）を参照して（Ｂ）に示
す出力信号Ｏ０，Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，ＳＯの変化と比較
すると、＊印を付加したパターン番号で不一致となって
いることがわかる。このような場合、新規論理ブロック
２３のみを解析し、誤動作の原因を修正した後、再度論
理回路２１の論理シミュレーション動作を行うことで、
一致を確認することができる。

【００２２】これにより、論理回路１１の設計は、新規
論理ブロック２３単体の設計に限定できるので検査のた
めの範囲を限定でき、また、論理シミュレーション時間
も短縮できるので設計期間の短縮が可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の論理回路
の設計方法は、新規論理ブロックと論理的に同一動作を
する機能記述ブロックを作成するステップと、新規論理
ブロックの代りに上記機能記述ブロックを組み込んで上
記論理回路の機能シミュレーションを実行するステップ
と、機能シミュレーション結果から上記新規論理ブロッ
クの検証用の基準データを作成するステップと、上記新
規論理ブロックの回路設計をするステップと、上記基準
データを用いて上記新規論理ブロック単体の論理シミュ
レーションを実行するステップと、論理シミュレーショ
ン結果の判断ステップとを含むことにより、新規設計論
理ブロックを他の既存論理ブロックと切り離して論理シ
ミュレーションを実行させることにより単体で検証可能
としたので、設計の誤りを容易に発見でき、さらに、シ
ミュレーションのための計算時間を短縮できることによ
り、論理回路の開発期間を短縮することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の論理回路の設計方法の一実施の形態を
示すフローチャートである。

【図２】本実施の形態の論理回路の設計方法における設
計対象の論理回路のシミュレーション動作時の等価回路
と試験方法の一例を示すブロック図である。

【図３】図２の新規論理ブロックおよび機能記述ブロッ
クの入出力信号とこれら入出力信号対応の基準データお
よび新規論理データの一例をそれぞれ示す説明図であ
る。

【図４】従来の論理回路の設計方法の一例を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１１，２１ 論理回路 １２，２２ 入力端子 １３ 既存論理ブロック １４ 機能記述ブロック １５，２４ 出力端子 ２３ 新規論理ブロック ３１〜３３ ファイル

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 論理回路全体の細部の仕様を決定する第
   １のステップと、新規に設計する新規論理ブロックの仕
   様の決定のための機能設計を行う第２のステップとを含
   み、前記新規論理ブロックと既設計の既存論理ブロック
   とから成る前記論理回路の設計方法において、 前記機能設計結果得られた前記新規論理ブロックの仕様
   と論理的に同一動作をする機能記述ブロックを作成する
   第３のステップと、 前記新規論理ブロックの代りに前記機能記述ブロックを
   組み込んで前記論理回路の機能シミュレーションを実行
   する第４のステップと、 前記機能シミュレーション結果から前記新規論理ブロッ
   クの検証用の基準データを作成する第５のステップと、 前記新規論理ブロックの回路設計を行う第６のステップ
   と、 前記基準データを用いて前記新規論理ブロック単体の論
   理シミュレーションを実行する第７のステップと、 前記論理シミュレーション結果を判断する第８のステッ
   プとを含むことを特徴とする論理回路の設計方法。
2. 【請求項２】 前記基準データが、予め定めた試験パタ
   ーンを前記論理回路に供給したときの前記機能記述ブロ
   ックの入力信号である基準入力データとこの基準入力デ
   ータに応答して前記機能記述ブロックが出力する基準出
   力データとから成り、 前記新規論理ブロックが前記基準入力データの供給に応
   答して出力する出力データと前記基準出力データとを比
   較することにより前記論理シミュレーション結果の判断
   を行うことを特徴とする請求項１記載の論理回路の設計
   方法。