JP2937381B2 - 集積回路の設計方法及び設計装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、集積回路における設計の容易化を図った
集積回路の設計方法及び設計装置に関する。

（従来の技術） コンピュータの支援による従来の集積回路の設計手法
では、その入力方法として図形による入力、あるいは一
定の文法にしたがった言語に基づくテキスト記述による
入力が一般的に用いられている。

集積回路の設計はコンピュータによって支援されて遂
行されるため、設定データの入力方法は入力ツールの発
達及び性能に依存している。このため、コンピュータに
よる集積回路の設計における初期の段階では、グラフィ
ックエディタ等の図形による入力ツールの発達が遅れ、
及びコンピュータにおける処理の容易さのため、テキス
ト記述による入力方法が用いられていた。

テキスト記述による入力方法では、回路の構造的な表
現から条件毎の回路の状態及びアルゴリズム等の抽象的
な表現まで広範囲な表現が可能となる。また、設計回路
におけるデータパス系を制御する制御系は概して複雑に
なりがちであるが、この制御系の一連の流れを明確に表
現することができ、制御回路を実際に設計する必要がな
くなる。

しかしながら、テキスト記述による入力方法にあって
は、モニター上に文字列が表示されるので、設計者がそ
の内容を一見して理解することが難しく、相互の関係が
捕えにくかった。このため、回路の全体的な構造を把握
することが困難となり、データパス系におけるデータの
流れがわかりにくくなっていた。また、回路の構造及び
動作を視覚的に検証するには不十分であった。さらに、
複数の言語の中から設計内容に適した言語を選び出し、
その言語の文法を習得する必要があった。

一方、近年では図形入力ツールの発達により、図形に
よる入力方法が多用されている。

図形による入力方法では、設計されていく回路がモニ
ター上に図形として表示されるので、設計者が見た目に
理解しやすく、直感的イメージをつかみやすい。このた
め、回路の全体的な構造を明確に把握することが可能と
なり、回路動作の視覚的検証も十分に行なうことができ
るようになる。

その反面、図形入力では、入力ツールの性能が向上し
たとはいっても、まだその入力作業はテキスト記述に比
して煩雑である。また、設計の表現できる抽象度のレベ
ルはテキスト記述に比較してかなり低レベルであり、回
路の状態やアルゴリズム等の抽象的な表現は困難であ
る。さらに、１つの回路を設計する際に、その設計デー
タを設計の流れの単位となるシートに分けて入力する場
合には、設計回路のシート分けは、回路の物理的な分割
をイメージして行なわれており、回路の状態や信号の値
等の概念的な分割をイメージして行なうことはできなか
った。

また、複雑になりがちな制御系を実際に設計して回路
で構成しなければならない。このため、作成された回路
図上において、データパス系と制御系が混在することに
なり、両者の区別が極めて困難になっていた。

そこで、最近、テキスト記述による入力方法と図形に
よる入力方法との両入力方法を可能にしたものが開発さ
れている。しかしながら、この両入力方法を用いること
ができるものにあっては、単に両入力が可能であるとい
うだけで、設計された回路におけるテキスト記述による
設計データと図形による設計データとの対応関係がとら
れておらず、両入力方法を併用し設計内容に応じて両入
力方法を適宜選択して回路設計を行なうことができなか
った。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したように、集積回路の設計におけるテキス
ト記述による入力方法及び図形による入力方法にあって
は、それぞれ不具合な点を持っており、設計作業の容易
化に対して障害となっていた。このため、設計回路の大
規模化、複雑化にともなって、設計期間の長期化を招い
ていた。

一方、テキスト記述による入力方法と図形による入力
方法をともに可能としたものにあっては、それぞれの入
力方法によって入力された設計データはそれぞれ独立し
て対応せず、両入力方法と併用して回路設計を行なうこ
とはできなかった。

そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、言語及び図形による両入
力方法を併用した回路設計を可能にし、設計の容易化、
設計作業の効率化及びい設計期間の短縮化を達成し得る
集積回路の設計方法及び設計装置を提供することにあ
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、制御条件に
より動作する回路を各々の制御条件毎に図形入力によっ
て設計し、設計された各々の回路をその他の回路に統合
して回路設計を行なうように構成されている。

（作用） 上記構成において、この発明は、制御系の回路を回路
図で作成する必要がなくなり、制御条件と回路動作を対
応づけて設計することができるようになり、回路の全体
的な構造を容易に把握することが可能となる。これによ
り、回路設計及び検証を効率良く行なえる。

（実施例） 以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係わる集積回路の設計
装置及び関連した構成を示すブロック図である。同図に
示す実施例の装置は、言語による入力方法及び図形によ
る入力方法を併用して集積回路を設計することができる
ようにしたものである。

第１図において、集積回路の設計装置は、入力部１、
設計処理部２、データベース３、表示部４を要部構成と
して備えている。

入力部１は、言語による設計データ及び図形による設
計データを入力し、入力された設計データを設計処理部
２に与える。また、入力部１は、設計処理部２、データ
ベース３、表示部４を制御して設計を進行させるための
制御情報を入力する。

設計処理部２は、機能図作成部21、条件付動作回路作
成部22、統合エディタ部23を備えている。

機能図作成部21は、入力部１から言語入力あるいは図
形入力により与えられる設計データにしたがって、レベ
ルや算術論理演算回路等の機能ブロックを配置配線して
設計されるシートを作成する。このシート上では、従来
の回路の設計法と異なり、例えば、機能ブロックの１つ
の入力ピンに対し複数の入力信号を接続することも許さ
れる。ただし、このような場合には、後に条件を設定す
る必要がある。さらには、言語入力により条件文が記述
される場合もある。ここで、シートとは、設計者が実際
に複数の機能ブロックを組合せて所望の回路を設計した
り、あるいは言語により設計していく際の編集画面の基
本単位である。このため、１つの回路は通常複数のシー
トによって構成される。

条件付動作回路作成部22は、入力部１から言語入力あ
るいは図形入力により与えられる設計データにしたがっ
て、ある条件の下で動作する回路を機能図作成部21で作
成されたシートとは異なる別シートとして作成する。こ
こで、条件付動作回路作成部22で作成されたシートと機
能図作成部21で作成されたシートを区別するために、前
者を“機能シート”と呼ぶことにする。機能図作成部21
及び条件付動作回路作成部22で作成されたシート及び機
能シート上に設計された回路の全データは、信号名、接
続関係、条件式の排反性等の検証がなされた後統合エデ
ィタ部23に与えられる。また、設計された回路の全デー
タは、単に図形的な情報あるいは文字列としての情報の
みならず、各機能ブロックの機能や信号の伝搬関係、あ
るいは言語入力による設計データの字句解析結果等の機
能仕様情報として統合エディタ部23に与えられる。

統合エディタ部23は、機能図作成部21及び条件付動作
回路作成部22で作成された回路の設計データを統合し、
統合した設計データをデータベース３に与える。統合エ
ディタ部23は、言語による入力あるいは図形による入力
によりシート上に設計された設計データを逐次文単位に
分割し、分割された文に対して言語及び図形の両方の設
計データを作成する。ここで、文とは入出力関係の確定
した１処理単位をいう。すなわち、言語入力により回路
が設計された場合には、入力動作毎にブロックと座標が
与えられて、図形入力により設計されたと同様の設計デ
ータが作成され、一方、図形入力による場合には、入出
力信号が与えられた際に言語入力と同様の設計データが
入力動作毎に作成される。作成された設計データはデー
タベース３に与えられる。

データベース３は、統合エディタ部23から与えられる
設計データを格納保持するものであり、第２図に示すよ
うな構造を有している。

データベース３は、第２図において、機能図作成部21
で作成されたシートのデータオブジェクト31と、条件付
動作回路作成部22で作成された機能シートのデータオブ
ジェクト32と、機能シートの条件のデータオブジェクト
33を有している。また、データベース３は、統合エディ
タ部23で作成された文のデータオブジェクト35と、この
データオブジェクト35を管理する文のデータオブジェク
ト管理表34を有している。

ただし、データ構造上、機能図作成部21により作成さ
れたシート上のデータのうち、機能シートにより条件付
で設計された回路図データもしくは、条件文記述により
設計された言語データは、シートのデータオブジェクト
31の有する文のデータオブジェクトから外され、記述で
条件文が入力された場合に自動的に作成される機能シー
トのデータオブジェクト32の有する文のデータオブジェ
クトとして登録される。従って、シートのデータオブジ
ェクトが有する文のデータオブジェクト35は、すべて無
条件で動作する文のデータオブジェクトということにな
る。また、文のデータオブジェクト35は、条件の異なる
複数の機能シートにより共有される。さらに、データベ
ース３は、各文のデータオブジェクトに対して言語とし
てはテキストのデータオブジェクト36を有し、図形情報
に対しては機能ブロックのデータオブジェクト37と接続
情報のデータオブジェクト38を有している。

このような構造におって、シート及び機能シート上に
設計されて文に分けられた設計データは、文のデータオ
ブジェクト35の領域に格納され、格納された各々の文は
文のデータオブジェクト管理表34によって指定され、文
のデータオブジェクト管理表34はシートのデータオブジ
ェクト31、機能シートのデータオブジェクト32により指
される。また、機能シートの条件データオブジェクト33
は機能シートのデータオブジェクトにより指される。ま
た、文のデータオブジェクト35内の各文は、言語及び図
形による設計データのオブジェクトがそれぞれ対応する
データオブジェクト36〜38に格納される。

このような構造にあっては、文に関するデータオブジ
ェクト35には設計されたすべての回路の構造及び動作が
含まれるので、無条件で動作する回路と条件付きで動す
る回路とを合せた全体的な回路構造の設計データが格納
される。また、条件付きで動作する回路の制御条件と回
路動作が文として連結されてデータベース３に格納され
る。このような構造のデータベース３に格納された設計
データは、表示部４に与えられる。また、データベース
３は、上述したようにして設計データを格納保持してい
るので、特定の変換手段を必要とせず、格納された設計
データを直接シミュレータ５や論理合成部６に与えてい
る。

表示部４は、構造表示部41と条件関係表示部42とを備
えている。構造表示部41には図形による回路の構造と言
語設計された記述がすべて表示され、条件関係表示部42
には条件付動作回路の各々の制御条件が表示される。構
造表示部41により表示される設計内容は、ただちに機能
図作成部21に反映される。すなわち、機能図作成部21で
は常に設計中の回路の全体構成を把持しながら設計がす
すめられる。構造表示部41に表示される回路構造と条件
関係表示部42に表示される制御条件とはそれぞれ対応関
係がとられており、この対応関係を示すために例えば色
等により表示を他の部分と変えるようにしている。ま
た、それぞれの表示部41,42内に表示されるデータにあ
っても、注目する箇所を他の箇所と区別するために色別
表示される。

次に、上述したように構成された装置における具体的
な設計手順を、まずはじめに図形入力により行なう場合
について説明する。

回路は入力部１から与えられる設計データに基づいて
機能図作成部21により設計が進められていくが、回路の
一部をある制御条件の下で動作させるような場合には、
条件付動作回路作成部22により各制御条件毎に機能シー
トを作成して設計が進められる。あるデータパスに対し
て条件が設定された時点で、その文に対するデータオブ
ジェクトはシートのデータオブジェクトから切り離さ
れ、条件付のデータすなわち機能シートに対する文のデ
ータオブジェクトとなる。

機能シートは、その属性として制御条件、名称及び機
能シートを１つのブロックとしてみなした際の動作クロ
ック信号とを有し、条件設定により作成される。条件の
設定方法としては、例えば、条件式のTHEN側を“A"とす
る条件式のELSE側を“ELSE A"とし、“A"と“B"の論理
積と“C"の論理和は“Ａ＆B!C"とし、条件“A"の条件信
号値が01の場合には“Ａ＝01"とし、条件Ｂが条件Ａの
入れ子関係にあると、“Ａ＞＞＞B"とする。このように
して、条件設定を行なって機能シートを作成するわけで
あるが、作成方法としては以下に示す２通りの設計モー
ドがあり、設計内容に応じて設定モードを選択する。

第１の設定モードは、既に機能図作成部21で作成され
たシートもしくは条件付動作回路作成部22で作成された
機能シートを参照して、設定された条件により動作する
回路を設計するモードであり、第３図にその設計例を示
す。

第３図（ａ）では既に設計された設計参照用回路のシ
ート（以下「ベースシート」と呼ぶ）の一例を示してお
り、同図（ｂ）にはこのベースシートを基に同図（ｂ）
の左上隅に表示された条件“A"が成立した場合に動作す
る回路を実線で示している。

第３図において、この設計法では、まず機能図作成部
21により作成されたシート、もしくは条件付動作回路作
成部22で作成された機能シートのうち上位側の条件に相
当するものの中から条件Ａのもとで動作させる回路を含
むシートを指定する。これにより、画面上に第３図
（ａ）に示すようにベースシートとして点線あるいは色
別されて表示される。このような状態にあって、条件Ａ
のもとで動作させる回路をマウス等で選択する。第３図
にあっては、機能ブロック４とその入力信号が選択され
ている。あるいは、新たに回路を追加作成する、第３図
にあっては、機能ブロック４と機能ブロック６の結線及
び機能ブロック６とその入出力信号が選択されている。
このように、条件Ａで動作する回路を第３図（ｂ）の実
線で示すように他の部分と表示（例えば色）を変えて設
計を進めていく。第３図（ｂ）に図形で表示された回路
は、言語により表現した場合には、例えば第３図（ｂ）
の右隣りに示すIF文で表わされた記述に対応する。この
ような設計法では、参照する回路が複数のシートに分か
れている場合には、各々のシートに対して機能シートを
作成する。

一方、第２の設計モードとして、参照する回路が複数
のベースシートにまたがる場合には、ベースシートを用
いずに設定した条件のもとで動作する回路をすべて１つ
の機能シート上にまとめに設計するようにしてもよい。
このような設計法では、内部データとしては接続情報の
みを有していることになる。

また、上述した２通りの設計モードを用いて設計され
た機能シートに対して、さらに上位の制御条件あるいは
下位の制御条件に対して動作する回路が設計される。

設計手順としては、画面上に表示されている機能シー
トに対して上位条件あるいは下位条件を指定し、画面上
に表示されている機能シート、もしくは機能図作成部21
で作成されたシート、もしくは上位側条件にあたる機能
シートを指定してベースシートとし、前述した第１の設
計モードにしたがって機能シートを作成する。このよう
な手順において、画面上に表示された機能シート上で
は、それぞれの条件に対する回路の動作を明確に区別す
るために、現在の設計条件とこの条件に対する下位条件
及び上位条件において動作する回路及びそれ以外の回路
をそれぞれ色別して表示する。

第４図は下位条件に対する機能シートの設計例を示し
た図である。同図において、第４図（ａ）に示す条件
“A"に対する機能シートをベースシートとし、このベー
スシートの中から条件“A"が成立してさらに条件“B"が
成立する“Ａ＞＞＞B"に対して動作する回路部分をマウ
スで選択し、第４図（ｂ）の太実線に示す機能シートを
作成する。

一方、任意のシートにおいて“Ａ＞＞＞B"という条件
を入力して、条件“A"に対する機能シートをベースシー
トとして設計を進めるようにしてもよい。ただし、条件
“A"に対する機能シートが作成されていない場合には、
前述した第１の設計モードあるいは第２の設計モードに
よって設計を行なう。

このようにして設計された回路は、現在設計中の条
件、その条件の上位条件、下位条件のそれぞれに対する
回路動作とされ以外の回路動作の画面上での表示が変え
られる。第４図（ｃ）においては、条件Ａ＞＞＞Ｂに対
する機能シート設計後、再び条件Ａに対する機能シート
を開くと、現在設計中の条件に対する回路動作は太実
線、１つ上位の条件に対する回路動作は波線、１つ下位
の条件に対する回路動作は細実線、それ以外の部分は点
線で表示されている。なお、画面上では色別表示され
る。

第５図は上位条件に対する機能シートの設計例を示し
た図である。同図（ａ）に示すように、条件“D"に対す
る機能シートに対して、動作Ｑ＝Ｐに関して上位条件
“ELSE C"のもとで動作させたい場合には、上位条件設
定モードにおいて条件“ELSE C"を入力する。これによ
り、第５図（ｂ）に示すように、条件“ELSE C"に対す
る機能シートを作成する。このような場合にあっても条
件“D"に対する機能シートがベースシートとなり、条件
の入れ子毎に回路動作が色別表示される。

また、制御条件の信号名及びその入れ子関係は、設計
内容によっては極めて複雑になるので、第６図に示すよ
うにツリー図として画面上に表示するようにしてもよ
い。このような場合には、各条件に名称を付与して置き
換えたりし、特に名称を与えない場合には自動的に与え
るようにする。各条件に名称を与え置換えて表示した場
合には、条件と名称との対応関係も同時に表示される。

このように、各々の制御条件に対して、画面上に制御
条件を表示し、表示された条件に対して機能シートを用
いて回路動作を設計していくので、制御条件と回路動作
とが密接に結び付くことになる。このため、全体の回路
図を表示しておいて条件を指定した際にその条件に対応
する動作部分を全体の回路図上に色別して表示すること
が可能となる。

これは、前述した制御条件をツリー図として表示した
場合であっても、条件をマウスで指定することにより行
なうことができる。また、条件付きで動作する回路は、
回路図上でその制御条件を表示することも可能である。
このような表示方法にあっては、２つのモードがあり、
一方は機能ブロックに対して常に制御条件を表示する場
合であり、他方は必要に応じて表示する場合である。

次に、言語記述を併用して設計する場合について説明
する。

第７図は、言語入力により回路を設計する際の設計例
を示す図である。同図において、言語により例えばIF文
やCASE文等の条件文が入力されると、条件付動作回路作
成図22によって直ちに機能シートが、例えば第７図
（ａ）に示すように作成される。この時に、画面上には
回路図が図形により表示されるとともに条件文が画面の
指定された領域に表示される。このようにして作成され
たシートに対して、回路動作の追加や修正を行なう場合
には、第７図（ａ）に示すシート上でそのまま修正して
もよいが、条件式“A"を指定し、それに対する機能シー
トを画面に表示して設計する。このような場合には、機
能シート上には条件式“A"に対する記述が元のシート上
に記述された状態で表示される。これは、図形入力によ
る機能シートを用いた第１の設計モードと同様である。

第７図（ａ）に示した回路図にあって、新たにＳ＝Ｒ
という動作を記述入力により、Ｙ＝Ｘという動作を図形
入力により与えて設計した例を第７図（ｂ）に示す。こ
のような場合には、記述中に追加できる条件“A"の有効
な範囲を制限して入力を行ない、図形入力による設計で
は前述した第１あるいは第２の設計モードにより行な
う。このようにして設計された回路動作は、第７図
（ｃ）に示すように表示され、条件式にはその条件に対
する回路動作が図形と記述上にあることをマークし、カ
ーソルが記述上の条件式テキストを指示した時に、その
条件に対する回路動作が画面上の回路図と記述上でそれ
ぞれ色別して表示される。

しかし、入力に関しては、同一条件のもとで、同一動
作を言語および図形で設計した場合には、エラーメッセ
ージを出力する。また、言語で入力した場合に、同一条
件での動作を１つにまとめて表示する機能ももつ。

第８図はサブウィンドを用いた設計例を示した図であ
る。同図において、１シート分の設計データが示された
１つのウィンドウ90内の１シート分のテキストデータは
指定された領域91に表示される。領域91はシート上の所
定の始点を指示することによって指定され、入力された
テキストデータは指定された始点から順次表示される。
領域91に表示された条件“A"に対してこの条件で動作す
る回路がサブウィンドウ92に表示され、このサブウィン
ドウ92に表示された設計データが機能シートのデータと
なる。

このように、上記実施例では、設計されるすべての回
路動作が統合エディタ部23を介してデータベースに同一
のデータ構造として与えられ格納されるので、無条件動
作回路と条件付きで動作する回路の両者が重なった全体
的な回路構造を表示することができる。また、制御条件
と回路動作が対応して設計されるので、条件に対する回
路動作、あるいは回路動作に対する条件の抽出を容易に
行なうことができる。

また、図形入力であれ言語入力であれ、それぞれの入
力により作成されるそれぞれの文に対して、テキストの
データオブジェクトと図形情報のデータオブジェクトが
データベースに設けられるので、図形情報とテキストと
を変換動作を行なうことなく相互に切り換えて表示した
り、両者を同時に表示することが可能となる。

これにより、複雑な回路動作を制御するための制御回
路を構成する必要がなくなり、設計を迅速に行なうこと
ができる。また、データパス系の回路構造は回路図で表
示され、処理制御の流れは言語により表示されて、制御
条件と回路動作が明確に対応づけられ、回路の視覚的検
証も容易に行なうことができるようになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、各々の制御
条件毎に設計された回路を統合することにより回路設計
を進め、あるいは、図形入力と言語記述入力を併用して
設計される回路の回路データを対応づけて回路設計を進
めるようにしたので、集積回路における設計の容易化、
設計作業の効率化及び設計期間の短縮化を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係わる集積回路の設計
装置の構成を示すブロック図、 第２図は第１図に示すデータベースの構造を示す図、 第３図乃至第８図は第１図に示す装置における設計表示
例を示す図である。 １……入力部、 ２……設計処理部、 ３……データベース、 ４……表示部、 ５……シミュレータ、 ６……論理合成部、 21……機能図作成部、 22……条件付動作回路作成部、 23……統合エディタ部、 41……構造表示部、 42……条件関係表示部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−185567（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−299072（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−41571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−41974（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 17/50 H01L 21/82

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御条件と設計しようとする回路の設計デ
   ータを設定入力し、 設計データに基づいて条件付き動作回路を設計し第１の
   設計回路データを作成し、 前記条件付き動作回路が設計されない領域に無条件で動
   作する回路を設計し、 前記条件付き動作回路の第１の設計回路データと前記無
   条件で動作する回路の第２の設計回路データを統合して
   集積回路を設計する ことを特徴とする集積回路の設計方法。
2. 【請求項２】制御条件と設計しようとする回路の設計デ
   ータを設定入力する入力手段と、 前記入力手段から入力されたそれぞれの制御条件毎に前
   記入力手段から入力された設計データに基づいて条件付
   き動作回路を設計し第１の設計回路データを作成する第
   １の設計手段と、 前記第１の設計手段によって条件付き動作回路が設計さ
   れない領域に無条件で動作する回路を設計し第２の設計
   回路データを作成する第２の設計手段と、 前記第１の設計手段により設計された前記条件付き動作
   回路の第１の設計回路データと前記第２の設計手段によ
   り設計された前記無条件で動作する回路の第２の設計回
   路データを統合する統合手段 を有することを特徴とする集積回路の設計装置。
3. 【請求項３】前記統合手段により統合された設計回路デ
   ータにしたがって設計されて図形で表された回路と、言
   語により記述された制御条件と、設計された条件付き動
   作回路を表示する表示手段 を有することを特徴とする請求項２記載の集積回路の設
   計装置。
4. 【請求項４】前記第１の設計手段は、前記入力手段から
   与えられる設計データと制御条件にしたがってある条件
   の下で動作する回路の設計データを、編集画面の基本単
   位となる機能シートとして作成する条件付き動作回路作
   成部 を有することを特徴とする請求項２記載の集積回路の設
   計装置。
5. 【請求項５】前記第２の設計手段は、前記入力手段から
   与えられる設計データにしたがって無条件で動作する回
   路の設計データを、編集画面の基本単位となるシートと
   して作成する機能図作成部 を有することを特徴とする請求項４記載の集積回路の設
   計装置。