JP2891004B2 - 論理icのタイミングチェック方式 - Google Patents

論理icのタイミングチェック方式

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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ICのタイミングチ
ェック方式に関し、特にLSI設計におけるレイアウト
前及び後のタイミングチェックを行い場合に、複雑なタ
イミング制約条件を持つメガマクロの境界でのタイミン
グチェック方式に関する。
【0002】
【従来の技術】近年ASICの発展は著しく、ユーザへ
提供されるマクロブロックの規模も大きくなり1〜2K
G規模の標準的周辺LSIのマクロブロック化ばかりで
はなく、数10KGクラスのマイクロプロセッサをコア
とするASICマイコンも出現している。
【0003】ゲートアレイの普及と共にユーザロジック
部分のシミュレーション環境は着実に整備され高精度の
タイミングシミュレーションの実行が可能となってい
る。
【0004】しかしながら、ASICマイコンのように
大規模なマクロブロックとユーザロジックを組み合わせ
て設計するASICの検証に同様の方法を採用しようと
すると、大規模マクロ(メガマクロ)の内部でタイミン
グエラーが発生し、トレースのためには論理全てを公開
しなければならない。
【0005】しかも、ユーザブロックの検証と同等の精
度を追求すると膨大な処理時間が必要である。また一方
では、標準品として普及するデータシートの機能とタイ
ミングを満足するビヘイビア・モデルの適用も浸透して
きている。
【0006】当モデルの適用目的は大規模マクロの全て
の状態に対する論理とタイミング情報が必要なのではな
く、機能に基づく特定の部分だけ確認できればよいこと
にある。
【0007】この手法は、標準品を組み合わせるボード
設計において、ブレッド・ボードの代わりに使用され始
めている。しかしながら、論理とタイミングの抽象化に
伴い精度の低下とデータシートあるいは設計マニュアル
に記載されていない論理やタイミングで使用した場合の
動作が保証されていないことなどから、当モデルを使用
したシミュレーションの結果だけでASICの製造へ持
ち込むことは実行されていないのが現状である。
【0008】このように、従来のメガマクロを含むタイ
ミングチェックの方法には、主として2通りの検証方法
がある。一つは図4に示すようにメガマクロ9bにビヘ
ビアモデルを使用した例である。メガマクロ9aの切り
口部分(すなわちレジスタREG1)に入力するデータ
信号DOとクロックCLKのタイミングチェックを行う
ことは可能である。
【0009】しかし、複雑な論理に依存しタイミングチ
ェック項目、例えば4サイクル目のクロックに対応する
データのセットアップタイム(Tsetup)のような
検証はできないか若しくは特別なビヘビアを組まなくて
はならない。
【0010】もう一つは図5に示すようにメガマクロ9
cをゲートレベルの記述でシュミレートする例である。
この場合、複雑な論理も実際のデバイスに近い結果が得
られるが、タイミングチェックをメガマクロ9Cの切り
口で行うことが出来ず、ユーザには全く見当のつかない
内部フリップフロップ10のデータ端Dとクロック端C
の間でエラーが発生することになる。
【0011】これに対処するには、再度メガマクロの切
り口のネットを抽出し、変化を確認することが必要にな
る。
【0012】すなわち、タイミングはートレベルのネッ
トリストを使用し、タイミングのチェックは内部ゲート
として存在するフリップフロップやラッチのセットアッ
プ/ホールドタイムや最小パルス幅チェックで行い、デ
ータシートで保証されたメガマクロ境界でのタイミング
の保証は出来ない方法である。
【0013】これら二つの手法のどちらかで行う、ある
いは両方を段階的に採用するしかメガマクロとユーザロ
ジック間のタイミングチェックはできないのが現状であ
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の論理
ICのタイミングチェック方式では、メガマクロの仕様
として記述されるデータシートに忠実に精度の高い検証
を行うことは難しい。
【0015】メガマクロの外部から与えられるコマンド
に依存する出力値とタイミングという内部状態依存の入
出力に対して正確に動作するゲートモデルを使用する場
合、内部のフリップフロップやラッチのタイミングチェ
ックを実施するしかなく内部論理に詳しくなければメガ
マクロ周辺の論理、タイミングを考慮したASICを設
計できないという問題がある。
【0016】メガマクロへの入力に対しては、データシ
ートのタイミングに従って設計したにもかかわらず、メ
ガマクロ内部のタイミングチェック項目でしか確認でき
ない、メガマクロ内部論理の知識がないと原因を追求で
きずカスタマ側で独立した検証ができないという問題が
あった。
【0017】本発明の目的は、カスタマ側で独自にタイ
ミングチェックのできる論理ICのタイミングチェック
方式を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の論理ICのタイ
ミングチェック方式は、大規模マクロを含むカスタム論
理ICの論理およびタイミングチェックを行う論理IC
のタイミングチェック方式において、メガマクロのタイ
ミング仕様を記述するデータシート・タイミング定義フ
ァイルと、内部論理を定義するゲートレベル・ネットリ
スト・ファイルと、全体のシミュレーション時にメガマ
クロ境界で状態値を取り出すプローブ処理と、前記状態
値をプローブしたシミュレーション結果をインタフェー
スするためのプローブ・インタフェース・ファイルとを
備え、前記データシート・タイミング定義ファイルの制
約条件を満足するか否かをチェックし、規約違反と未検
出タイミングエラー項目一覧を出力するチェック・ツー
ルによって前記メガマクロ境界とユーザロジック間での
前記タイミングチェックを行って構成されている。
【0019】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1の実施例のフローチャートであ
る。シミュレーションに用いられるネットリスト・ファ
イル1は、ゲートレベルの論理及び遅延を記述すること
によりメガマクロの内部状態依存の出力論理,遅延を高
精度での検証を可能にする。
【0020】プローブ処理2はネットリスト・ファイル
1の中のメガマクロの境界状況をプローブするための指
示をシミュレータへ与える。
【0021】シュミレーション・コマンド・ファイル3
は、プローブ処理2に基づくシミュレーション実行をさ
せるコマンドを有する。シュミレータ4は特別に用意さ
れるものではなく一般の論理シミュレータで実遅延を扱
えるものである。
【0022】プローブ・インタフェース・ファイル5は
シミュレーションの結果をコマンドファイル3に従って
プローブされた結果として、メガマクロの境界信号を変
化点全時刻で記述するものである。
【0023】最終的にチェックツール7のメガマクロに
入力される信号がデータシートタイミング定義ファイル
6に記述された条件に見合っているかをチェックし、見
合っていない時刻と信号についてタイミング・エラー8
として出力する。
【0024】同時に出力には使用されたシミュレーショ
ンのテストベクターにより、メガマクロへの入力に対す
るタイミングエラー・チェック項目についてチェック対
象とならなかった項目をリスト出力することで、テスト
ベクターの質を知ることができる。
【0025】図2は本実施例によるチェック動作を説明
するための回路図である。メガマクロ9aの内部論理は
ゲートレベルに展開してシミュレーションすることで、
設計過渡期に誤ってメガマクロ境界での明記された機能
以外の使用をされた場合や、出力遅延が外部からの命令
や内部状態に依存して決定する場合にビヘイビアモデル
に比べより物理動作に近い結果が得られるため、原因解
析は容易である。
【0026】ゲートレベルのネットリストを使用するこ
とでメガマクロの出力遅延は外部のユーザロジックに対
して保証される。しかしながら、展開したネットリスト
の状態ではメガマクロの切り口でタイミングエラーを観
測することができない。
【0027】図2のD型フリップフロップ10,11の
セットアップ/ホールド・タイム(Tsetup,Th
old)チェックと最小パルス幅チェックを行うことは
できる。しかし、データシートに記載される図3のよう
なメガマクロ9aの境界での入力信号RDBに対するデ
ータ信号D0のセットアップ/ホールドタイム・チェッ
クは観測できない。
【0028】通常ASICの設計においては、メガマク
ロの内部論理はASIC設計ユーザ側で修正できるよう
には提供されないため、DFF22でタイミングエラー
が発生したとしてもメガマクロ外側回路のどの箇所が問
題かをユーザ側で知ることはできない。
【0029】本実施例の方式ではメガマクロの入力に対
してどのようなタイミング・チェックを行うべきかをデ
ータシート・タイミング定義ファイル6として記述して
おき、どの信号をプローブすればチェックできるかをネ
ットリスト1をトレースする。
【0030】従ってメガマクロ9aの内部のNANDゲ
ート12の第2入力ピンとメガマクロ9aの内部INV
ゲート13の入力ピンをプローブすれば配線遅延を経た
結果として、メガマクロ9aに入力する信号D0とRD
Bの関係としてチェックが可能である。
【0031】なお、データシートタイミング定義ファイ
ルの形式は表1の例で示すような記述を用意する。この
記述は図3に示すようなデータシートのタイミング制約
を表現している。
【0032】
【表1】
【0033】表1の例はD0がRDBに対するセットア
ップ/ホールドタイムを表現しており、条件式としてE
NAの状態値を定義している。
【0034】3値はmin,typおよびmax値を表
し、文頭のCSによるif文は特定のメガマクロがセレ
クトされた時のみタイミングチェックを実施することを
意味する。
【0035】CSによる制御は、データバスが複数のメ
ガマクロ共通に接続される場合、エラー・チェックの状
態を絞り込むによって、疑似エラーが発生するのを抑制
することになる プローブ処理によって出力されるシミ
ュレーション・コマンド・ファイル3はシミュレータ4
の機能に従って作成される。
【0036】本実施例の方式はシミュレータを特定しな
い点も特徴であり、適用するシミュレータに合ったコマ
ンドファイルインタフェースを取り、プローブ・インタ
フェース・ファイル5への変換ツール用意すればよく、
本実施例のチェック・ツール7を一切変更する必要はな
い。プローブ・インタフェースの記述例は表2のように
表現する。
【0037】
【表2】
【0038】ダブルクオート”で囲まれた部分はメガマ
クロの境界、即ちデータシート・タイミング定義ファイ
ルに記載されたチェック対象ピン名を示す。
【0039】チェックツール7はデータシート・タイミ
ング定義ファイルの内容を忠実にプローブした信号を見
比べ、タイミング制約をチェックし、規約違反があれば
発生時刻とどの規約によって異常が生じたかをレポート
する。
【0040】また、プローブ・インタフェース・ファイ
ル5でチェック対象となる信号間タイミングの項目の中
でカバーしていない項目一覧を出力し、テストベクター
の質の向上の目安とする。
【0041】また第2の実施例として、ネットリストと
データシート・タイミング定義ファイルからプローブ情
報を得る時点で、メガマクロの入力からユーザロジック
部分の出力ピンをトレースすることで、配線容量だけで
配線抵抗は考慮せずに、簡易的にタイミングをチェック
する環境も設定することが可能である。
【0042】この例では、メガマクロの内部ゲートをプ
ローブする必要はなく、メガマクロの境界タイミングチ
ェックで規約違反した素子名が識別しやすいという利点
がある。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ビヘイビ
アモデルでは表現しきれないメガマクロの出力論理、遅
延をゲートレベルで忠実に表現したシミュレーションを
行いながら、メガマクロ境界入力のタイミング制約に違
反していないかどうか、また与えられたテストベクター
がメガマクロのタイミング・チェック項目を満たしてい
るかをチェックすることができる。
【0044】タイミングチェックがメガマクロの境界で
実施できることから、ユーザの論理検証、タイミング検
証でメガマクロ内部の論理を追う必要がなくなるため、
ユーザ側でのシミュレーション、タイミングチェックを
設計に用いられたデータシートの状態で確認することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するためのフロー
チャートである。
【図2】第1の実施例を説明するための使用する回路図
である。
【図3】メガマクロの境界タイミングチェック項目を説
明するためのタイミング図である。
【図4】従来の論理ICのタイミング・チェック方式の
一例を説明するための図である。
【図5】従来の論理ICのタイミング・チェック方式の
他の例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 ネットリスト 2 プローブ処理 3 シミュレーション・コマンドファイル 4 シミュレータ 5 プローブ・インタフェース・ファイル 6 データシート・タイミング定義ファイル 7 チェック・ツール 8 タイミング・エラー 9a〜9c メガマクロ 10,11 D型FF 12 NANDゲート 13,14 INVゲート 15a,15b 論理ICチップ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大規模マクロを含むカスタム論理ICの
    論理およびタイミングチェックを行う論理ICのタイミ
    ングチェック方式において、メガマクロのタイミング仕
    様を記述するデータシート・タイミング定義ファイル
    と、内部論理を定義するゲートレベル・ネットリスト・
    ファイルと、全体のシミュレーション時にメガマクロ境
    界で状態値を取り出すプローブ処理と、前記状態値をプ
    ローブしたシミュレーション結果をインタフェースする
    ためのプローブ・インタフェース・ファイルとを備え、
    前記データシート・タイミング定義ファイルの制約条件
    を満足するか否かをチェックし、規約違反と未検出タイ
    ミングエラー項目一覧を出力するチェック・ツールによ
    って前記メガマクロ境界とユーザロジック間での前記タ
    イミングチェックを行うことを特徴とする論理ICのタ
    イミングチェック方式。
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KR100521289B1 (ko) 1997-08-20 2005-10-17 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 트랜지스터 회로의 타이밍 특성 추출 방법, 타이밍 특성라이브러리를 기억한 기억 매체, lsi의 설계 방법, 및게이트 추출 방법
JP5741077B2 (ja) 2011-03-08 2015-07-01 富士通株式会社 タイミング検証支援装置、方法及びプログラム

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