JP2948437B2 - 論理シミュレーション用のデータ作成方法 - Google Patents

論理シミュレーション用のデータ作成方法

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JP2948437B2
JP2948437B2 JP5059069A JP5906993A JP2948437B2 JP 2948437 B2 JP2948437 B2 JP 2948437B2 JP 5059069 A JP5059069 A JP 5059069A JP 5906993 A JP5906993 A JP 5906993A JP 2948437 B2 JP2948437 B2 JP 2948437B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔目 次〕 産業上の利用分野 従来の技術(図11) 発明が解決しようとする課題(図12) 課題を解決するための手段(図1,2) 作用 実施例 (1)第1の実施例の説明(図3〜5) (2)第2の実施例の説明(図6〜10) 発明の効果
【0002】
【0003】
【産業上の利用分野】本発明は、論理シミュレーション
用のデータ作成方法,論理シミュレーション方法及び論
理シミュレータに関するものであり、更に詳しく言え
ば、セルライブラリに格納するデータ構造,該データに
基づいて半導体集積回路の動作検証をする方法及び装置
の改善に関するものである。
【0004】近年,半導体集積回路(以下LSIとい
う)装置の微細化技術の発達により、該LSIは、より
高速化,大規模化の一途を辿っている。このようにLS
Iシステムの高速化が要求されると、その構成要素であ
るLSIチップ間のタイミングも非常に厳しい状態にな
ってくる。このため、1つ1つのLSIチップを設計す
る際に、そのマスク工程前に、精度の良い論理シミュレ
ータによる動作検証が必要となる。
【0005】特に、論理セルの伝播遅延時間(以下単に
遅延時間という)は、入力スルーレート,配線抵抗,ト
ランジスタパスによるディレイ差及び環境(温度,電源
電圧,プロセス)等に影響される。このため、精度の良
い論理シミュレーションを行うためには、それを十分表
現できるようなセルライブラリの作成が必要となる。し
かし、新規な半導体集積回路(以下被設計LSIとい
う)を超微細・高密度に設計する場合に、入出力配線パ
ターン等に浮遊する容量(以下負荷容量ともいう)によ
る次段論理セルに与えるスルーレートの影響が折れ線グ
ラフ1本に基づく論理シミュレータ用のデータと時間方
程式とを用いた被設計LSIの遅延時間の近似値では不
正確になり、精度良い論理シミュレーションの妨げとな
ってきている。
【0006】そこで、遅延時間対負荷容量の関係特性を
1本の折れ線グラフで表現することなく、それを複数の
特性グラフにして、該特性グラフに基づいて論理シミュ
レーション用データを作成し、精度良い論理シミュレー
ションを行うことができる方法及び装置が望まれてい
る。
【0007】
【従来の技術】図11,12は、従来例に係る説明図であ
る。図11(A)は、従来例に係るセルライブラリの構造
であり、図11(B)は、その遅延時間Tgate対負荷容量
CLの関係特性図である。例えば、被設計LSIの動作
検証をする論理シミュレーション用データを作成する場
合であって、図11(A)に示すような論理セル1の遅延
時間Tgateを表現する場合に、図11(B)に示すような
折れ線グラフ1本で近似する方法が主流となっている。
【0008】図11(A)において、回路シミュレーショ
ンモデルとしては、例えば、論理セル1が論理セル2に
直列に接続され、該論理セル1の出力部に負荷容量CL
が接続される。なお、回路シミュレーション上で、論理
セル1の負荷容量CLが可変され、論理シミュレーショ
ン用データが作成される。なお、図11(B)において、
縦軸は論理セルの遅延時間Tgateであり、横軸は負荷容
量CLであり、折れ線グラフは遅延時間対負荷容量特性
をそれぞれ示している。また、論理セル1の遅延時間T
gateは(1)式の時間方程式,すなわち、 Tgate=T0+K×CL…(1) で示される。
【0009】但し、T0は無負荷時の論理セル1の遅延
時間であり、パラメータ1となる。Kは遅延時間の負荷
依存係数であり、パラメータ2となる。係数Kは(2)
式,すなわち、 K=ΔTgate2/ΔCL…(2) で示される。ここで、ΔTgate は論理セル1の遅延時
間変化分であり、ΔCLは負荷容量の変化分である。な
お、ΔTgate ,ΔCLは入力スルーレート,配線抵
抗,トランジスタパスによるディレイ差及び環境(温
度,電源電圧,プロセス)等の回路シミュレーション条
件によって異なる。また、負荷容量CLはパラメータ3
となり、CDR1 ,CDR2 は折れ曲がり点の容量値であ
り、パラメータ4となる。
【0010】さらに、図11(B)において、遅延時間対
負荷容量特性が折れ線グラフとなるのは、係数K1,K
2,K3…に傾きを持たせているためである。これは、
論理セル1の出力に大きな負荷容量CLが接続される
と、論理セル1の出力で波形が鈍り、入力波形に比べて
出力波形のスルーレートが増加をする。このため、論理
セル2のスルーレートによる遅延時間の増加分を論理セ
ル1の遅延時間に含めること,すなわち、負荷容量CL
に対する傾きを係数K1,K2,K3…のように変える
ことにより、論理セル1の遅延時間を補正しているため
である。
【0011】ここで、スルーレートとは波形立ち上がり
時間をいい、例えば、信号「L」→「H」レベルの遷移
時において、信号「L」レベルの立ち上がり開始時刻か
ら当該回路の閾値レベルを横切る時刻又は信号「L」レ
ベルの立ち上がり開始時刻から信号「H」レベルへの到
達時刻を持って定義される。なお、この時間方程式
(1)から被設計LSIの動作検証をする場合には、各
論理セル1,2が上記パラメータ1〜4を持っており、
このパラメータ1〜4を使用して、折れ線グラフとその
近似式から被設計LSIの遅延時間Tgateが算出され
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例によ
れば、論理シミュレータ用のデータを作成する場合に、
入力スルーレートTsin ,配線抵抗,トランジスタパス
によるディレイ差及び環境(温度,電源電圧,プロセ
ス)等の代表的な条件で、回路シミュレーションが行わ
れ、そのシミュレーション結果から、無負荷時のセルの
遅延時間T0,遅延時間の負荷依存係数K等をフィティ
ングパラメータとして、折れ線グラフ1本を作成してい
る。
【0013】また、被設計LSIの論理シミュレーショ
ンを行う場合に、折れ線グラフ1本に基づく論理シミュ
レータ用のデータと時間方程式(1)とを用いて被設計
LSIの遅延時間Tgateを算出しそれを近似している。
このため、半導体集積回路装置の高集積化,高密度化の
要求により、被設計LSIを超微細・高密度に設計をす
ると、図11に示すような負荷容量CLによる次段論理セ
ル2に与えるスルーレートTsin の影響が折れ線グラフ
1本に基づく論理シミュレータ用のデータと時間方程式
(1)とを用いた被設計LSIの遅延時間Tgateの近似
値では不正確になり、精度良い論理シミュレーションの
妨げとなるという問題がある。
【0014】ここで、論理セル2の入力スルーレートT
sin の影響について説明をする。すなわち、負荷容量C
Lの増加により入力スルーレートTsin が大きくなる
と、次のような効果で遅延時間が増加をする。なお、被
設計LSIの遅延時間Tgateは次段の論理セル2の種類
と負荷容量CLとによって異なる。 被設計LSIを超微細・高密度に設計をすると、負
荷容量CLによって入力電圧が論理セル2の回路閾値V
thに達する時間が長くなる。すなわち、従来例に係る問
題点を説明する信号波形図,図12(A)において、負荷
容量CLの増加により入力スルーレートTsin が変化し
た場合に、信号「L」レベルの立ち上がり開始時刻から
回路閾値Vthに達する時間がT1からT2(T1<T
2)と長くなる。なお、回路閾値Vthは論理セル2の種
類によって異なる。
【0015】 また、被設計LSIを超微細・高密度
に設計をすると、負荷容量CLによって入力電圧「L」
レベル=VILから入力電圧「H」レベル=VIHに達する
までの波形立ち上がり時間が長くなる。すなわち、図12
(A)において、論理セル1の負荷容量CLが小さい場
合には、完全にON動作しない状態(駆動インピーダン
スが大きい状態)で該論理セル1のゲートが負荷駆動さ
れるため、遅延時間が増加する。
【0016】これにより、図12(B)に示した遅延時間
Tgate対負荷容量CLの関係特性図において、入力スル
ーレートTsin が非線形的に変化する領域Aと直線的に
変化する領域Bとが存在するようになる。この領域A,
Bの境界は論理セル1,2の種類や入力スルーレートT
sin によって異なり、該論理セル1,2によっては、図
12(C)に示すように、A,B領域の区別の無い特性を
示す場合もある。
【0017】このことから、遅延時間Tgate対負荷容量
CL(以下動作検証要素対論理シミュレーション用素子
という)の関係特性を1本の折れ線グラフで表現するこ
とは負荷依存係数Kに係るパラータの膨大な増加が余儀
無くされ、もはや不可能と言わざるを得ない。本発明
は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたものであ
り、動作検証要素対論理シミュレーション用素子の関係
特性を1本の折れ線グラフで表現することなく、それを
複数の特性グラフにして、該特性グラフに基づいて論理
シミュレーション用データを作成し、精度良い論理シミ
ュレーションを行うことが可能となる論理シミュレーシ
ョン用のデータ作成方法,論理シミュレーション方法及
び論理シミュレータの提供を目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】図1(A)〜(C)は、
本発明に係る論理シミュレーション用のデータ作成方法
の原理図であり、図2(A),(B)は、論理シミュレ
ーション方法及び論理シミュレーション装置(以下、単
に「シミュレータ」ともいう)の原理図をそれぞれ示し
ている。本発明の論理シミュレーション用のデータ作成
方法は、図1(A)の処理フローチャートに示すよう
に、まず、ステップP1で、論理セル11や論理シミュ
レーション用素子CLを用い該論理セル11の入出力ス
ルーレートや論理シミュレーション用素子CLを可変し
て回路シミュレーション処理をし、次に、ステップP2
で前記回路シミュレーション処理に基づいて得られる論
理セル11の動作検証要素T対論理シミュレーション用
素子CLの関係を示すグラフ化されたデータ(図1
(B)参照:以下、このグラフ化されたデータを「関係
特性」ともいう)を作成し、その後、ステップP3で、
図1(C)に示すようにこれらの一連のデータをテーブ
ル(表)にしてセルライブラリに格納する。
【0019】また、本発明の論理シミュレーション用の
データの作成方法は、図1(A)の処理フローチャート
のステップP3Aで、前記セルライブラリ12に格納する
論理シミュレーション用データDLSの圧縮処理をする。
すなわち、図1(B)に示すように、前記論理セル11
の動作検証要素T対論理シミュレーション用素子CLの
関係を示す論理シミュレーション用データから論理セル
11の固有の動作検証要素を差し引くことにより、シミ
ュレーション用データを圧縮する。
【0020】また、本発明の論理シミュレーション用の
データ作成方法において、前記論理セル11の動作検証
要素T対論理シミュレーション用素子CLの関係特性の
グラフ化された論理シミュレーション用データDLSが複
数のシミュレーションポイントに対し、図1(C)に示
すような論理セル11の動作検証要素Tと論理シミュレ
ーション用素子CLとの関係を示すデータ[Tij,CLi
j ]の集合により構成されるテーブルを有する。
【0021】更に、本発明の論理シミュレーション用デ
ータ作成方法を使用した論理シミュレーション方法は、
図2(A)の処理フローチャートに示すように、まず、
ステップP1で半導体集積回路13の設計処理をし、次
に、ステップP2で前記設計処理に基づいて半導体集積
回路13の論理シミュレーション処理をし、次いで、ス
テップP3で前記論理シミュレーション処理に基づいて
半導体集積回路13の動作検証処理をする論理シミュレ
ーション方法において、前記回路シミュレーション処理
に基づいて得られた論理セル11の動作検証要素T対論
理シミュレーション用素子CLの関係を示すグラフを作
成し、それをテーブルにした論理シミュレーション用デ
ータDLSを用いる。
【0022】また、論理シミュレータは、図2(B)に
示すように、半導体集積回路13の動作検証をする論理
シミュレーション用データDLSを格納した記憶手段14
と、前記論理シミュレーション用データDLSに基づいて
半導体集積回路13の動作検証をする動作検証手段15
と、前記記憶手段14及び動作検証手段15の入出力を
制御する制御手段16とを具備し、前記データ作成方法
の回路シミュレーション処理に基づいて得られた論理セ
ル11の動作検証要素T対論理シミュレーション用素子
CLの関係を示すグラフを作成し、それをテーブル化し
た論理シミュレーション用データDLSが記憶手段14に
格納されている。
【0023】
【作用】本発明の論理シミュレーション用のデータ作成
方法によれば、図1(A)の処理フローチャートに示す
ように、ステップP2、で論理セル11の入出力スルー
レートや論理シミュレーション用素子CLを可変して得
られる回路シミュレーション処理に基づいて論理セル1
1の動作検証要素T対論理シミュレーション用素子CL
の関係を示すグラフ(関係特性)を作成する。
【0024】例えば、図1(B)に示すようにスルーレ
ート値SLEW1,SLEW2,SLEW3が非線形的に変化する領
域Aと直線的に変化する領域Bとが存在するような動作
検証要素T対論理シミュレーション素子CLの関係特性
図が得られる。また、論理セル11の種類や入力スルー
レート値SLEW1,SLEW2,SLEW3…によっては、領域
A,Bの境界の区別が無い特性を示す動作検証要素T対
論理シミュレーション素子CLの関係特性図が得られ
る。
【0025】このため、ステップP3でグラフ化処理さ
れた論理シミュレーション用データDLS,例えば、複数
のシミュレーションポイントに対して、図1(C)に示
すような論理セル11の動作検証要素Tと論理シミュレ
ーション用素子CLとの関係グラフデータ〔Tij,CLi
j 〕をセルライブラリ12に格納処理をすることが可能
となる。
【0026】これにより、動作検証要素T対論理シミュ
レーション用素子CLの関係特性を従来例のような1本
の折れ線グラフで表現することが無くなり、それを複数
の関係特性グラフにより表現することにより、一層正確
に論理セル11の動作検証要素Tを表現することが可能
となる。また、負荷依存係数Kを直接,動作検証要素T
に含めた論理シミュレーション用データDLSを作成する
ことが可能となる。
【0027】また、本発明のデータ作成方法によれば、
図1(A)の処理フローチャートのステップP3Aで、セ
ルライブラリ12に格納する論理シミュレーション用デ
ータDLSの圧縮処理をしている。例えば、図1(B)に
示すように、論理セル11の動作検証要素T対論理シミ
ュレーション用素子CLの関係特性から論理セル11の
固有の動作検証要素を差し引いて論理シミュレーション
用データDLSを圧縮し、それをグラフ化処理する。
【0028】このため、論理シミュレーション用素子C
Lや入力スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3…の条
件を振って、すなわちこれらの条件を種々変化させて各
論理セル11毎、各トランジスタパス毎に得られる回路
シミュレーション結果を論理セル11の共通部分と該論
理セル11の固有の動作検証要素部分とに分割すること
ができる。例えば、複数のスルーレート値SLEW1,SLE
W2,SLEW3…に対する動作検証要素Tから動作検証要素
Tの切片(動作検証要素T対論理シミュレーション用素
子CLの関係特性が動作検証要素T軸を横切る点:その
論理セルの固有の動作検証要素)を差し引き、複数の条
件の異なる論理セル11の動作検証要素T対論理シミュ
レーション用素子CLの関係特性を共通化するために各
シミュレーションポイント毎の負荷容量CLij,動作検
証要素Tijを記述した部分と、各論理セル11の固有の
記述部分として、論理セル11の名称、複数のスルーレ
ート値SLEW1,SLEW2,SLEW3…に対する固有の動作検
証要素Tの切片の値やグラフ選択を容易にするためのグ
ラフパート名を記述する部分とに分割することができ
る。
【0029】これにより、回路シミュレーション結果を
そのままセルライブラリ12に格納する方法に比べて、
セルライブラリ12のメモリ容量の低減を図ることが可
能となる。さらに、図2(A)の処理フローチャートに
示すように、ステップP2で半導体集積回路13の論理
シミュレーション処理を行う際に、本発明のデータ作成
方法に基づいて得られた論理シミュレーション用データ
DLSが用いられる。
【0030】このため、半導体集積回路装置の高集積
化,高密度化の要求に伴い新規な半導体集積回路を超微
細・高密度に設計をする場合であっても、回路シミュレ
ーション処理に基づいて得られた論理セル11の動作検
証要素T対論理シミュレーション用素子CLの関係特性
グラフに基づく、論理シミュレーション用データDLSを
直接用いることにより、ステップP3で論理シミュレー
ション用データDLSに基づいて半導体集積回路13の動
作検証処理を正確に行うことが可能となる。
【0031】これにより、論理シミュレーション素子C
Lによる次段論理セルに与えるスルーレート値SLEW1,
SLEW2,SLEW3…の影響を正確に論理シミュレーション
することができ、精度良い半導体集積回路13を設計す
ることが可能となる。また、論理シミュレータでは、図
2(B)に示すように、記憶手段14、動作検証手段1
5及び制御手段16が具備され、本発明のデータ作成方
法に基づいて得られた論理シミュレーション用データD
LSが記憶手段に格納される。
【0032】例えば、記憶手段14から制御手段16を
介して論理シミュレーション用データDLSが読み出され
ると、該論理シミュレーション用データDLSに基づいて
半導体集積回路13が動作検証手段15により動作検証
される。このため、回路シミュレーション処理に基づい
て得られた論理シミュレーション用データDLSを新規開
発に伴う半導体集積回路13の動作検証要素T対論理シ
ミュレーション用素子CLの関係特性の基準データとし
て利用することができる。
【0033】これにより、論理シミュレーション用デー
タDLSを直接論理シミュレータに用いることにより、多
種多様化する半導体集積回路13の精度良い論理シミュ
レーションを行うことが可能となり、当該論理シミュレ
ータの性能及び信頼性の向上に寄与するところが大き
い。
【0034】
【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。 (1)第1の実施例(参考例)の説明 図3は本発明の第1の実施例(参考例)に係る論理シミ
ュレーション用のデータ作成方法の説明図であり、図3
(A)は回路シミュレーションモデルである。また、図
3(B)は第1の実施例に係る論理シミュレーション用
のデータ作成フローチャートであり、図4は第1の実施
例に係る論理シミュレータのセルライブラリ構造をそれ
ぞれ示している。
【0035】例えば、図3(A)に示すような回路シミ
ュレーションモデルを使用して論理シミュレーション用
データDLSを作成する場合、図3(B)において、ま
ず、ステップP1で、論理セル11の入力スルーレート
や負荷容量CLを可変して回路シミュレーション処理を
する。ここで、図3(A)において、回路シミュレーシ
ョンモデルは論理セル11と負荷容量CLから成り、該
論理セル11の出力部OUTに負荷容量CLが接続され
る。また、論理セル11の入力部INに入力スルーレー
トTsin1,Tsin2,Tsin3の信号を供給し、該スルーレ
ート値SLEW1,SLEW2,SLEW3に対して負荷容量CLを
可変した場合の遅延時間が回路シミュレーションされ
る。
【0036】次に、ステップP2で回路シミュレーショ
ン処理に基づいて得られる論理セル11の遅延時間Tga
te対負荷容量CLの複数の関係特性のグラフ化処理をす
る。ここで、論理セル11の遅延時間Tgateは負荷容量
CLの値,スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3によ
り異なるため、それらの条件を振って回路シミュレーシ
ョンを行うと図4(A)に示すような関係特性グラフ
(以下ピース・ワイズのグラフともいう)が得られる。
図4(A)において、縦軸は遅延時間Tgateであり、横
軸は負荷容量CLをそれぞれ示している。また、入力ス
ルーレートTsinはスルーレート値SLEW1,SLEW2,SL
EW3を示し、黒丸印はシミュレーションポイントをそれ
ぞれ示している。
【0037】その後、ステップP3でグラフ化処理され
た論理シミュレーション用データDLS1をセルライブラ
リ12に格納処理をする。この際に、論理セル11の遅
延時間Tgate対負荷容量CLを本発明のグラフ形式のセ
ルライブラリ構造に当てはめると、ピース・ワイズのグ
ラフから複数のシミュレーションポイントに対する論理
セル11の遅延時間Tgateijと負荷容量CLとの関係グ
ラフデータ〔Tij,CLij 〕が図4(B)に示すような
論理シミュレーション用データDLS1として作成され
る。
【0038】図4(B)において、セルライブラリ12
のデータ内容は、スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLE
W3に対して各ミュレーションポイント毎の負荷容量CL
ij,遅延時間Tgateijを抽出する。例えば、スルーレー
ト値SLEW1について、〔CL11,Tgate11〕,〔CL1
2,Tgate12〕,〔CL13,Tgate13〕…,スルーレー
ト値SLEW2について、〔CL21,Tgate21〕,〔CL2
2,Tgate22〕,〔CL23,Tgate23〕…及びスルーレ
ート値SLEW3について、〔CL31,Tgate31〕,〔CL
32,Tgate32〕,〔CL33,Tgate33〕…が記述され
る。
【0039】また、そこにグラフの固有名称,入力スル
ーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3…の値,負荷容量C
L,論理セル11の遅延時間Tgate等が記述される。な
お、ピース・ワイズのグラフは論理セル11のアップ/
ダウン動作,パス毎に存在し、該グラフの名称を変える
ことによりいくつでも増やすことができる。この方式は
論理セル11の遅延時間だけでなく、あらゆる非線形デ
ータをライブラリ化することが可能であり、各ミュレー
ションポイント間のデータは補完によって算出すること
が可能である。このため、論理シミュレーション用デー
タDLS1の精度を満足するように、シミュレーションポ
イントを振ってライブラリ化しておけば良い。
【0040】このようにして、本発明の第1の実施例に
係る論理シミュレーション用のデータ作成方法によれ
ば、図3(B)の処理フローチャートに示すように、ス
テップP2で、論理セル11の入出力スルーレートや負
荷容量CLを可変して得られる回路シミュレーション処
理に基づいて論理セル11の遅延時間Tgate対負荷容量
CLのピース・ワイズのグラフ化処理している。
【0041】このため、図4(A)に示すようにスルー
レート値SLEW1,SLEW2,SLEW3が非線形的に変化する
領域Aと直線的に変化する領域Bとが存在するような遅
延時間Tgate対論理シミュレーション素子CLのピース
・ワイズのグラフを得ることが可能となる。このことか
ら、ステップP3でグラフ化処理された論理シミュレー
ション用データDLS1を,例えば、複数のシミュレーシ
ョンポイントに対して、図4(B)に示すような論理セ
ル11の遅延時間Tgateと負荷容量CLとの関係グラフ
データ〔Tij,CLij 〕として、セルライブラリ12に
格納処理をすることが可能となる。
【0042】これにより、遅延時間Tgate対負荷容量C
Lの関係特性を従来例のような1本の折れ線グラフで表
現することが無くなり、それを複数のピース・ワイズの
グラフにより表現することにより、一層正確に論理セル
11の遅延時間Tgateを表現することが可能となる。ま
た、従来例のような負荷依存係数Kを直接,遅延時間T
gateに含めた論理シミュレーション用データDLS1を作
成することが可能となる。
【0043】次に、当該論理シミュレーション用データ
DLS1を用いる論理シミュレータの構成及びその動作に
ついて説明をする。図5(A)は、本発明の各実施例に
係る論理シミュレータの構成図であり、図5(B)は、
本発明の各実施例に係る論理シミュレーション方法の処
理フローチャートをそれぞれ示している。
【0044】例えば、論理シミュレーション用データD
LS1を用いる論理シミュレータは、図5(A)におい
て、メモリディスク装置24,動作検証エディタ25,
中央演算処理装置(以下CPUという)26,キーボー
ド27及びディスプレイ28から成る。すなわち、メモ
リディスク装置24は記憶手段14の一例であり、新規
な半導体集積回路(以下被設計LSI23という)13
の動作検証をする論理シミュレーション用データDLS1
を格納するものである。例えば、メモリディスク装置2
4には、磁気ディスク装置や半導体メモリディスク装置
を用いる。また、メモリディスク装置24には、第1の
実施例に係るデータ作成方法に基づいて得られた論理セ
ル11の遅延時間Tgate対負荷容量CLの関係特性をグ
ラフ化処理した論理シミュレーション用データDLS1が
格納される。
【0045】動作検証エディタ25は動作検証手段15
の一例であり、論理シミュレーション用データDLS1に
基づいて被設計LSI23の動作検証をするものであ
る。例えば、動作検証エディタ25は複数の論理セルを
組み合わせた被設計LSI23において、予め指定した
論理セルの入出力間の遅延時間を論理シミュレーション
用データDLS1に基づいて計算する。
【0046】CPU26は制御手段16の一例であり、
メモリディスク装置24,動作検証エディタ25,キー
ボード27及びディスプレイ28の入出力を制御するも
のである。例えば、CPU26はメモリディスク装置2
4から論理シミュレーション用データDLS1の読出し制
御をする。キーボード27はCPU26の補助機器であ
り、制御文や各種外部データを入力するものであり、デ
ィスプレイ28は被設計LSI23の回路図や論理シミ
ュレーション用データDLS1の内容を表示するものであ
る。
【0047】このようにして、本発明の各実施例に係る
論理シミュレータによれば、図5(A)に示すように、
メモリディスク装置24,動作検証エディタ25,CP
U26,キーボード27及びディスプレイ28が具備さ
れ、本発明の第1のデータ作成方法に基づいて得られた
論理シミュレーション用データDLS1がメモリディスク
装置24に格納される。
【0048】このため、ユーザがキーボード27を介し
て制御文等の外部データを入力すると、メモリディスク
装置24からCPU26を介して論理シミュレーション
用データDLS1が読み出され、該論理シミュレーション
用データDLS1に基づいて被設計LSI23が動作検証
エディタ25により動作検証される。このことで、回路
シミュレーション処理に基づいて得られた論理シミュレ
ーション用データDLS1を新規開発に伴う被設計LSI
23の遅延時間Tgate対負荷容量CLの関係特性の基準
データとして利用することができる。
【0049】これにより、論理シミュレーション用デー
タDLS1を直接論理シミュレータに用いることにより、
多種多様化する被設計LSI23の精度良い論理シミュ
レーションを行うことが可能となり、当該論理シミュレ
ータの性能及び信頼性の向上に寄与するところが大き
い。次に、本発明の各実施例に係る論理シミュレーショ
ン方法について図5(B)の処理フローチャートに沿っ
て当該装置の動作を補足しながら説明をする。
【0050】例えば、図5(A)の破線円内図に示した
被設計LSI23の動作検証をする場合、図5(B)に
おいて、まず、ステップP1で被設計LSI23の設計
処理をする。この際に、ユーザは、所定設計条件に基づ
いて論理セル11を組み合わせて新規な被設計LSI2
3を設計する。次に、ステップP2で被設計LSI23
の設計処理に基づいて論理シミュレーション処理をす
る。この際に、例えば、本発明の第1の実施例に係る論
理シミュレーション用のデータ作成方法に基づいて得ら
れたセルライブラリ(論理シミュレーション用データD
LS1)12をそのままを用いる。具体的には、CPU2
6を介してメモリディスク装置24から動作検証エディ
タ25に論理シミュレーション用データDLS1が転送制
御される。ここで、メモリディスク装置24から第1の
実施例に係るデータ作成方法に基づいて得られた論理セ
ル11の遅延時間Tgate対負荷容量CLの関係特性をグ
ラフ化処理した論理シミュレーション用データDLS1が
読み出される。
【0051】また、ディスプレイ28に被設計LSI2
3の回路図や論理シミュレーション用データDLS1の内
容が表示され、動作検証エディタ25により論理シミュ
レーション用データDLS1に基づいて被設計LSI23
が動作検証される。例えば、複数の論理セルを組み合わ
せた被設計LSI23において、予め指定した論理セル
の入出力間の遅延時間が論理シミュレーション用データ
DLS1に基づいて動作検証エディタ25により計算され
る。なお、論理シミュレーションのディレイ計算部分で
負荷容量CLや入力スルーレート値SLEW1,SLEW2,S
LEW3がセルライブラリ12に記述されている値の中間点
に相当する場合には、その中間点の遅延時間を補完によ
って算出する。
【0052】次いで、ステップP3で被設計LSI23
の論理シミュレーション処理に基づいて動作検証処理を
する。ここで、ユーザはキーボード27を介して被設計
LSI23の論理セル11の入力ネットや出力ネットの
指定をし、その動作検証をする。このようにして、本発
明の各実施例に係る論理シミュレーション方法によれ
ば、図5(B)の処理フローチャートに示すように、ス
テップP2で被設計LSI23の論理シミュレーション
処理を行う際に、本発明の第1のデータ作成方法に基づ
いて得られた論理シミュレーション用データDLS1が用
いられる。
【0053】このため、半導体集積回路装置の高集積
化,高密度化の要求に伴い新規な半導体集積回路を超微
細・高密度に設計をする場合であっても、回路シミュレ
ーション処理に基づいて得られた論理セル11の遅延時
間Tgate対負荷容量CLのピース・ワイズのグラフに基
づく、論理シミュレーション用データDLS1を直接用い
ることにより、ステップP3で論理シミュレーション用
データDLS1に基づいて被設計LSI23の動作検証処
理を正確に行うことが可能となる。
【0054】これにより、論理シミュレーション素子C
Lによる次段論理セルに与えるスルーレート値SLEW1,
SLEW2,SLEW3の影響を正確に論理シミュレーションす
ることができ、精度良い半導体集積回路を設計すること
が可能となる。 (2)第2の実施例の説明 図6は、本発明の第2の実施例に係る論理シミュレーシ
ョン用のデータ作成フローチャートであり、図7は、そ
の論理シミュレータのセルライブラリ構造の説明図であ
る。また、図8はそのセルライブラリ構造のデータ内容
図をそれぞれ示している。
【0055】なお、第1の実施例と異なるのは第2の実
施例では、セルライブラリ12に格納する論理シミュレ
ーション用データDLSが圧縮処理されるものである。す
なわち、図6において、まず、ステップP1で、論理セ
ル11の入(出)力スルーレートや負荷容量CLを可変
して回路シミュレーション処理をする。ここでは、第1
の実施例と同様に、図3(A)に示すような回路シミュ
レーションモデルの入力部INに入力スルーレートTsi
n1,Tsin2,Tsin3の信号を供給し、該スルーレート値
SLEW1,SLEW2,SLEW3に対して負荷容量CLを可変し
た場合の遅延時間が回路シミュレーションされる。
【0056】次に、ステップP2で回路シミュレーショ
ン処理に基づいて得られる論理セル11の負荷による遅
延時間の増加分Tout 対負荷容量CLの複数の関係特性
のグラフ化処理をする。ここで、第1の実施例では、論
理セル11の遅延時間Tgateが受ける負荷容量CL,入
力スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3の影響をもっ
とも忠実に再現するため、回路シミュレーションの結果
をそのままセルライブラリ12に持たせていた。しか
し、第1の実施例のように負荷容量CLや入力スルーレ
ート値SLEW1,SLEW2,SLEW3の条件を振って各セル
毎,各パス毎のシミュレーション結果をそのままセルラ
イブラリ12に格納すると、該セルライブラリ12のメ
モリ容量が増大をする。これにより、数百種類もの論理
セル11を有するカスタムLSIでは、セルライブラリ
12のメモリ容量が多く必要となる。
【0057】そこで、第2の実施例では、ステップP3
でセルライブラリ12に格納する論理シミュレーション
用データDLSの圧縮処理をする。この際に、論理セル1
1の負荷による遅延時間の増加分Tout 対負荷容量CL
の関係特性から論理セル11の固有の負荷による遅延時
間の増加分Tout を差し引いたグラフ化処理をする。な
お、図3(A)に示したような回路シミュレーションモ
デルの論理セル11の遅延時間Tgateは(1)式の変形
である(3)式の時間方程式,すなわち、 Tgate=T0+Tout …(3) で示される。ここで、Tgateは論理セルの負荷による遅
延時間の増加分である。T0は無負荷時のセルの遅延時
間であり、各セル,各パス毎に異なる。Tout は負荷に
よる増加分であり、セルの構成や出力段のトランジスタ
形状によってある程度決まる要素である。具体的には、
論理セル11の負荷による遅延時間の増加分Tout は負
荷容量CLの値,スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLE
W3と異なるため、それらの条件を振って回路シミュレー
ションを行う。
【0058】これを図7(A)に示すように論理セル1
1の負荷による遅延時間の増加分Tout 対負荷容量CL
を本発明のグラフ形式のセルライブラリ構造に当てはめ
ると、ピース・ワイズのグラフから複数のシミュレーシ
ョンポイントに対する論理セル11の負荷による遅延時
間の増加分Tout と負荷容量CLとの関係グラフデータ
〔Tij,CLij 〕が論理シミュレーション用データDLS
22として作成される。
【0059】図7(A)において、縦軸は負荷による遅
延時間の増加分Tout であり、横軸は負荷容量CLをそ
れぞれ示している。また、入力スルーレートTsin はス
ルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3を示し、黒丸印は
シミュレーションポイントをそれぞれ示している。すな
わち、本発明の第2の実施例では論理セル11の論理シ
ミュレーション用データDLS2 に係わり固有部分と、共
有化できる部分とに分けるため、図7(A)に示すよう
に、スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3の場合のY
切片(TO1,TO2,TO3…)を差し引いたピースワイズ
のグラフに変形をする。ここで、Y切片とは、負荷によ
る遅延時間の増加分Tout 対負荷容量CLの関係特性が
Tout 軸を横切る点をいうものとする。また、図7
(A)において、セルライブラリ12のデータ内容は、
スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3に対して各ミュ
レーションポイント毎の負荷容量CLij,負荷による遅
延時間の増加分Toutij を抽出する。
【0060】このグラフデータをセルライブラリにした
例を図7(B)に示している。図7(B)において、例
えば、スルーレート値SLEW1について、〔CL11,
0〕,〔CL12,Tout11 〕,〔CL13,Tout12 〕
…,スルーレート値SLEW2について、〔CL21,0〕,
〔CL22,Tout21 〕,〔CL23,Tout22 〕…及びス
ルーレート値SLEW3について、〔CL31,0〕,〔CL
32,Tout31 〕,〔CL33,Tout32 〕…が記述され
る。
【0061】また、そこに入力スルーレート値SLEW1,
SLEW2,SLEW3…,負荷容量CL,論理セル11の負荷
の遅延時間Touteの増加分が記述され、このようなセル
ライブラリ構造とすることにより、セルの種類別,ある
いは、各ポイント比較のソフトウエア等で、グラフデー
タを圧縮することができる。その後、図6の処理フロー
チャートのステップP4で圧縮処理された論理シミュレ
ーション用データDLS22をセルライブラリ12に格納処
理をする。この際に、データ圧縮後には、セル毎のグラ
フデータは存在しないため、グラフに名称を付け、各セ
ルがどのグラフを参照しなくてはならないかをパラメー
タとしてセルライブラリ12に記述して置く必要があ
る。
【0062】図8は当該ライブラリ構造の論理シミュレ
ーション用データDLS22の内容を示している。図8にお
いて、セルライブラリのデータ内容は、ピースワイズの
グラフデータパート部分とセル固有の記述部分から成
り、該パート部分にはスルーレート値SLEW1,SLEW2,
SLEW3…に対してY切片(TO1,TO2,TO3…)を差し
引いた共有化する各ミュレーションポイント毎の負荷容
量CLij,負荷による遅延時間の増加分Toutij を記述
する。
【0063】また、セル固有の記述部分には、例えば、
スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3…に対する固有
のY切片値として、TO1=0000,TO2=1111,TO3=33
33…及びグラフ選択を容易にするためグラフパート名を
記述する。同様に、セルの名称B,スルーレート値SLE
W1,SLEW2,SLEW3…に対する固有のY切片(TO1,T
O2,TO3…)及びグラフパート名を記述する。
【0064】このようにして、本発明の第2の実施例に
係る論理シミュレーション用のデータ作成方法によれ
ば、図6の処理フローチャートのステップP3で、セル
ライブラリ12に格納する論理シミュレーション用デー
タDLS2の圧縮処理をしている。例えば、図7(A)に
示すように、論理セル11の負荷による遅延時間の増加
分Tout 対負荷容量CLの関係特性から論理セル11の
固有の負荷による遅延時間の増加分Tout を差し引いて
論理シミュレーション用データDLS2を圧縮し、それを
グラフ化処理している。
【0065】このため、負荷容量CLや入力スルーレー
ト値SLEW1,SLEW2,SLEW3…の条件を振って各論理セ
ル11毎,各トランジスタパス毎に得られる回路シミュ
レーション結果を論理セル11の共通部分と該論理セル
11の固有の負荷による遅延時間の増加分Tout の要素
部分とに分割することができる。例えば、複数のスルー
レート値SLEW1,SLEW2,SLEW3…に対する負荷による
遅延時間の増加分Tout から負荷による遅延時間の増加
分Tout の切片を差し引き、複数の条件の異なる論理セ
ル11の負荷による遅延時間の増加分Tout 対負荷容量
CLの関係特性を共通化するために各ミュレーションポ
イント毎の負荷容量CLij,負荷による遅延時間の増加
分Toutij を記述した部分と、各論理セル11の固有の
記述部分として、論理セル11の名称,複数のスルーレ
ート値SLEW1,SLEW2,SLEW3…に対する固有の負荷に
よる遅延時間の増加分Toutij の切片値やグラフ選択を
容易にするためのグラフパート名を記述する部分とに分
割することができる。
【0066】これにより、回路シミュレーション結果を
そのままセルライブラリ12に格納する第1のデータ作
成方法に比べてセルライブラリ12のメモリ容量の低減
化を図ることが可能となる。なお、図9,10は本発明の
第2の実施例に係る入力スルーレートを考慮した論理シ
ミュレーション用のセルライブラリ構造の説明図(その
1,2)をそれぞれ示している。
【0067】例えば、図9に示されるような回路シミュ
レーションモデルの入力スルーレート値SLEW I1,SLE
W I2,SLEW I3を考慮した論理シミュレーションを行う
場合には、当該論理セル11に入力されるスルーレート
値SLEW I1,SLEW I2,SLEW I3を算出する必要があ
り、その出力スルーレート値SLEW O1,SLEW O2,SLE
W O3の負荷依存性をシミュレーションすることで可能と
なる。
【0068】なお、このパラメータ(出力スルーレート
TSO)も論理セル11の負荷の遅延時間の増加分Tout
対負荷容量CLと同様に圧縮することができる。すなわ
ち、論理セル11の出力スルーレート値SLEW O1,SLE
W O2,SLEW O3は出力容量と入力スルーレート値SLEW
I1,SLEW I2,SLEW I3によって変化する。そこで、図
9(A)のような回路モデルで回路シミュレーションを
行い、出力スルーレート値SLEW O1,SLEW O2,SLEW
O3の負荷依存性を各スルーレート値SLEW I1,SLEW
I2,SLEW I3に対して取得する。これにより、負荷に
よる遅延時間の増加分の負荷依存性と同様に出力スルー
レートTSOを取得することが可能となる。
【0069】そのシミュレーション結果を図9(B)に
示す。図9(B)において、縦軸は出力スルーレートT
SOであり、横軸は負荷容量CLをそれぞれ示している。
また、入力スルーレートTsin はスルーレート値SLEW
1,SLEW2,SLEW3を示し、黒丸印はシミュレーション
ポイントをそれぞれ示している。この結果を本発明のグ
ラフ形式のセルライブラリ構造に当てはめるために、論
理セル11の固有の部分と共有化できる部分を分ける。
例えば、各スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3の場
合、出力スルーレートTSOから当該出力スルーレートT
SOの切片の値(TS01 ,TS02 ,TS03 …)を差し引い
た形に変形する。
【0070】その結果を図10(A)に示す。ここで、縦
軸は負荷による出力スルーレートの増加分Tout であ
り、横軸は負荷容量CLをそれぞれ示している。また、
入力スルーレートTsin はスルーレート値SLEW1,SLE
W2,SLEW3を示し、黒丸印はシミュレーションポイント
をそれぞれ示している。この結果を本発明のグラフ形式
のライブラリ構造に当てはめると、図10(B)のように
なる。図10(B)において、セルライブラリ12の論理
シミュレーション用データDLS23の内容は、ピースワイ
ズのグラフデータパート部分とセル固有の記述部分から
成り、該パート部分にはスルーレート値SLEW1,SLEW
2,SLEW3に対して共有化する各ミュレーションポイン
ト毎の負荷容量CLij,負荷による出力スルーレートの
増加分Toutij を記述する。
【0071】例えば、図10(B)において、スルーレー
ト値SLEW1について、〔CL11,0〕,〔CL12,Tou
t11 〕,〔CL13,Tout12 〕…,スルーレート値SLE
W2について、〔CL21,0〕,〔CL22,Tout21 〕,
〔CL23,Tout22 〕…及びスルーレート値SLEW3につ
いて、〔CL31,0〕,〔CL32,Tout31 〕,〔CL
33,Tout32 〕…が記述される。
【0072】また、セル固有の記述部分には、例えば、
入力スルーレート値SLEW1,SLEW2,SLEW3等を記述
し、負荷容量CL及び負荷による出力スルーレートの増
加分Tout を記述する。なお、スルーレート値SLEW1,
SLEW2,SLEW3…に対する固有のY切片の値として、T
O1,TO2,TO3…を記述する。このようにデータ処理を
することにより、論理セル11の負荷による遅延時間の
増加分のデータ圧縮の場合と同様に、論理シミュレーシ
ョン用データDLS23の圧縮を行うことが可能となる。
【0073】これにより、回路シミュレーション結果を
そのままセルライブラリ12に格納する第1のデータ作
成方法に比べて、論理セル11の負荷による遅延時間の
増加分のデータ圧縮の場合と同様に、セルライブラリ1
2のメモリ容量の低減化を図ることが可能となる。
【0074】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の論理シミ
ュレーション用のデータ作成方法によれば、論理セルの
入出力スルーレートや論理シミュレーション用素子を可
変して得られる回路シミュレーション処理に基づいて論
理セルの動作検証要素T対論理シミュレーション用素子
の関係特性を複数グラフ化処理している。
【0075】このため、複数のシミュレーションポイン
トに対して、論理セルの動作検証要素と論理シミュレー
ション用素子との関係グラフデータを論理シミュレーシ
ョン用データとしてセルライブラリに格納処理をするこ
とが可能となる。このことで、動作検証要素対論理シミ
ュレーション用素子の関係特性を従来例のような1本の
折れ線グラフで表現することが無くなり、それを複数の
関係特性グラフにより表現することにより、一層正確に
論理セルの動作検証要素を表現することが可能となる。
また、負荷依存係数を直接,動作検証要素に含めた論理
シミュレーション用データを作成することが可能とな
る。
【0076】更に、本発明のデータ作成方法によれば、
セルライブラリに格納する論理シミュレーション用デー
タの圧縮処理をしている。このため、論理シミュレーシ
ョン用素子や入力スルーレート値の条件を振って各論理
セル毎、各トランジスタパス毎に得られる回路シミュレ
ーション結果を論理セルの共通部分と該論理セルの固有
の動作検証要素部分とに分割することができる。このこ
とから、回路シミュレーション結果をそのままセルライ
ブラリに格納する方法に比べてセルライブラリのメモリ
容量の低減化を図ることが可能となる。
【0077】また、半導体集積回路の論理シミュレーシ
ョン処理を行う際に、本発明のデータ作成方法に基づい
て得られた論理シミュレーション用データが用いられ
る。このため、半導体集積回路装置の高集積化,高密度
化の要求に伴い新規な半導体集積回路を超微細・高密度
に設計する場合であっても、回路シミュレーション処理
に基づいて得られた論理シミュレーション用データを用
いることにより、半導体集積回路の動作検証処理を正確
に行うことが可能となる。このことから、論理シミュレ
ーション素子による次段論理セルに与えるスルーレート
値の影響を正確に論理シミュレーションすることがで
き、精度良い半導体集積回路を設計することが可能とな
る。
【0078】
【0079】これにより、多種多様化する半導体集積回
路の精度良い論理シミュレーションを行うことが可能と
なり、当該論理シミュレータの性能及び信頼性の向上に
寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る論理シミュレーション用のデータ
作成方法の原理図である。
【図2】本発明に係る論理シミュレーション方法及び論
理シミュレータの原理図である。
【図3】本発明の第1の実施例に係る論理シミュレーシ
ョン用のデータ作成方法の説明図である。
【図4】本発明の第1の実施例に係る論理シミュレータ
のセルライブラリ構造の説明図である。
【図5】本発明の第1の実施例に係る論理シミュレータ
及び論理シミュレーション方法の説明図である。
【図6】本発明の第2の実施例に係る論理シミュレーシ
ョン用のデータ作成フローチャートである。
【図7】本発明の第2の実施例に係る論理シミュレータ
のセルライブラリ構造の説明図である。
【図8】本発明の第2の実施例に係るセルライブラリ構
造のデータ内容図である。
【図9】本発明の第2の実施例に係る入力スルーレート
を考慮した論理シミュレーション用のセルライブラリ構
造の説明図(その1)である。
【図10】本発明の第2の実施例に係る入力スルーレート
を考慮した論理シミュレーション用のセルライブラリ構
造の説明図(その2)である。
【図11】従来例に係る論理シミュレータのセルライブラ
リ構造の説明図である。
【図12】従来例に係る問題点を説明する信号波形図及び
Tgate対CL特性図である。
【符号の説明】
11…論理セル、 12…セルライブラリ、 13…半導体集積回路、 14…記憶手段、 15…動作検証手段、 16…制御手段、 DLS…論理シミュレーション用データ、 T…動作検証要素、 CL…論理シミュレーション用素子、 〔Tij,CLij 〕…関係グラフデータ、 SLEW1,SLEW2,SLEW3…スルーレート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−237143(JP,A) 特開 平1−271869(JP,A) 特開 昭61−265622(JP,A) 豊田徹、外3名、”VLSI遅延ライ ブラリ作成支援システム”、情報処理学 会研究報告(98−DA−58−9)、情報 処理学会、1991年、Vol.91、No. 58、p.9.1〜9.8 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 17/50 JICSTファイル(JOIS)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、論理セルと論理シミュレー
    ション用素子とを使用して、該論理セルの入出力スルー
    レートと該論理シミュレーション用素子との少なくとも
    一方を可変にして回路シミュレーション処理を行い、 前記回路シミュレーション処理に基づいて得られる前記
    論理セルの動作検証要素と前記論理シミュレーション素
    子との関係を示す関係特性を求めて論理シミュレーショ
    ン用データを作成し、 前記論理シミュレーション用データを圧縮処理してセル
    ライブラリに格納する論理シミュレーション用データの
    作成方法において、 前記関係特性から前記論理セルの固有の動作検証要素を
    差し引いて前記論理シミュレーション用データの圧縮処
    理を行うことを特徴とする論理シミュレーション用のデ
    ータ作成方法。
JP5059069A 1993-03-18 1993-03-18 論理シミュレーション用のデータ作成方法 Expired - Lifetime JP2948437B2 (ja)

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US08/552,150 US5852445A (en) 1993-03-18 1995-11-02 Method of verifying integrated circuit operation by comparing stored data structures corresponding to integrated circuit logic cells

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