JP3171167B2 - 消費電力計算装置及び方法 - Google Patents
消費電力計算装置及び方法Info
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- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/30—Circuit design
- G06F30/32—Circuit design at the digital level
- G06F30/33—Design verification, e.g. functional simulation or model checking
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、論理シミュレー
ションによる消費電力計算方法に係り、詳しくは、論理
シミュレーションによるトグル情報を基にしてＣＭ０Ｓ
（ComplementaryMetal Oxide Semiconductor）回路の消
費電力を計算するための消費電力計算装置及び方法に関
する。
ションによる消費電力計算方法に係り、詳しくは、論理
シミュレーションによるトグル情報を基にしてＣＭ０Ｓ
（ComplementaryMetal Oxide Semiconductor）回路の消
費電力を計算するための消費電力計算装置及び方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製品化を行なう際には、例え
ばＣＡＤ（Computer Aided Design ）による回路設計の
終了後、その消費電力が設計値以内であることを確認す
るために、実際に半導体集積回路を製作する以前に、論
理シミュレーションによって、集積回路の消費電力を見
積もる方法が知られている（例えば、特開平５−１２８
１９２号公報参照）。
ばＣＡＤ（Computer Aided Design ）による回路設計の
終了後、その消費電力が設計値以内であることを確認す
るために、実際に半導体集積回路を製作する以前に、論
理シミュレーションによって、集積回路の消費電力を見
積もる方法が知られている（例えば、特開平５−１２８
１９２号公報参照）。
【０００３】上記公報記載の従来技術では、集積回路を
構成する複数のセルにおける、それぞれ複数の入力信号
の組み合わせに対応する消費電力情報を各セルごとに用
意しておき、各セルの複数の入力信号の組み合わせにつ
いて論理シミュレーションを施して信号変化の情報を
得、用意されている消費電力情報を参照して、信号変化
の情報に応じた消費電力を計算するようにしている。こ
こで、信号状態変化とは、ある時刻におけるセルの入力
ピンの信号レベルがどのような値になっているかを示す
ものにすぎない。そして、上記従来の消費電力計算方法
において、入力信号パターンの状態に対応して各セルの
消費電力を加算する際に、時刻ごとの消費電力を予め用
意されている消費電力情報から求め、各時刻の消費電力
を加算することによって求めるものである。各セルに入
力される入力信号パターンが、各時刻でどのように順次
変化するかは考慮されていない。したがって、それぞれ
の入力信号状態の継続期間中における、それぞれのセル
の消費電力は一定であるとしている。このように、上記
従来の消費電力計算方法にあっては、入力信号パターン
の状態変化に対応して各セルの消費電力を計算する際
に、それぞれの入力信号状態の継続期間中における、そ
れぞれのセルの消費電力は一定であるとしている。
構成する複数のセルにおける、それぞれ複数の入力信号
の組み合わせに対応する消費電力情報を各セルごとに用
意しておき、各セルの複数の入力信号の組み合わせにつ
いて論理シミュレーションを施して信号変化の情報を
得、用意されている消費電力情報を参照して、信号変化
の情報に応じた消費電力を計算するようにしている。こ
こで、信号状態変化とは、ある時刻におけるセルの入力
ピンの信号レベルがどのような値になっているかを示す
ものにすぎない。そして、上記従来の消費電力計算方法
において、入力信号パターンの状態に対応して各セルの
消費電力を加算する際に、時刻ごとの消費電力を予め用
意されている消費電力情報から求め、各時刻の消費電力
を加算することによって求めるものである。各セルに入
力される入力信号パターンが、各時刻でどのように順次
変化するかは考慮されていない。したがって、それぞれ
の入力信号状態の継続期間中における、それぞれのセル
の消費電力は一定であるとしている。このように、上記
従来の消費電力計算方法にあっては、入力信号パターン
の状態変化に対応して各セルの消費電力を計算する際
に、それぞれの入力信号状態の継続期間中における、そ
れぞれのセルの消費電力は一定であるとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の消費電力計算方法にあっては、ＣＭＯＳ特性を有す
る素子からなる集積回路の場合は、その消費電力を求め
ることができないという問題があった。
来の消費電力計算方法にあっては、ＣＭＯＳ特性を有す
る素子からなる集積回路の場合は、その消費電力を求め
ることができないという問題があった。
【０００５】図１０は、ＣＭＯＳ回路における電力消費
の発生を説明する図である。例えば、図１０（ａ）に示
すようなＰチャネルトランジスタＰ１と、Ｎチャネルト
ランジスタＮ１とからなるインバータ回路では、入力状
態のハイレベル（以下、Ｈと略す）とローレベル（以
下、Ｌと略す）とに応じて、トランジスタＰ１，Ｎ１
は、図１０（ｂ）に示すようなオン，オフの状態変化を
生じる。入力状態のＨからＬへの変化時には、図１０
（ｃ）に示すように、出力状態がＬからＨに変化する。
この際、電源ＶＤＤからの出力側の負荷容量Ｃ１に対す
る充電電流Ｉ１によって、トランジスタＰ１にその内部
抵抗に応じた電力消費が発生するが、充電が終了した後
は、電源ＶＤＤからの電流流入は極めて小さく、無視す
ることができる。一方、入力状態のＬからＨへの変化時
には、出力状態がＨからＬに変化する。この際、電源Ｖ
ＤＤからの電流流入はないが、負荷容量Ｃ１から接地に
対する放電電流Ｉ２によって、トランジスタＮ１にその
内部抵抗に応じた電力消費が発生するが、放電が終了し
た後は、電源ＶＤＤからの電流流入は極めて小さく、無
視することができる。
の発生を説明する図である。例えば、図１０（ａ）に示
すようなＰチャネルトランジスタＰ１と、Ｎチャネルト
ランジスタＮ１とからなるインバータ回路では、入力状
態のハイレベル（以下、Ｈと略す）とローレベル（以
下、Ｌと略す）とに応じて、トランジスタＰ１，Ｎ１
は、図１０（ｂ）に示すようなオン，オフの状態変化を
生じる。入力状態のＨからＬへの変化時には、図１０
（ｃ）に示すように、出力状態がＬからＨに変化する。
この際、電源ＶＤＤからの出力側の負荷容量Ｃ１に対す
る充電電流Ｉ１によって、トランジスタＰ１にその内部
抵抗に応じた電力消費が発生するが、充電が終了した後
は、電源ＶＤＤからの電流流入は極めて小さく、無視す
ることができる。一方、入力状態のＬからＨへの変化時
には、出力状態がＨからＬに変化する。この際、電源Ｖ
ＤＤからの電流流入はないが、負荷容量Ｃ１から接地に
対する放電電流Ｉ２によって、トランジスタＮ１にその
内部抵抗に応じた電力消費が発生するが、放電が終了し
た後は、電源ＶＤＤからの電流流入は極めて小さく、無
視することができる。
【０００６】このように、集積回路がＣＭＯＳ回路から
なる場合には、入力信号状態の継続期間中における消費
電力は一定ではなく、状態変化時の過渡的な電力消費が
大部分であって、定常状態における消費電力は極めて小
さい。したがって、ＣＭＯＳ回路における電力消費は、
入力（出力）状態の変化の頻度すなわち動作周波数に比
例するのに対し、上記従来の消費電力計算方法では、入
力信号状態の継続期間中における消費電力は一定として
いるので、原理的に、消費電力は周波数に依存しないと
する結果しか得られず、そのため、ＣＭＯＳ回路からな
る集積回路に対しては適用することができない。
なる場合には、入力信号状態の継続期間中における消費
電力は一定ではなく、状態変化時の過渡的な電力消費が
大部分であって、定常状態における消費電力は極めて小
さい。したがって、ＣＭＯＳ回路における電力消費は、
入力（出力）状態の変化の頻度すなわち動作周波数に比
例するのに対し、上記従来の消費電力計算方法では、入
力信号状態の継続期間中における消費電力は一定として
いるので、原理的に、消費電力は周波数に依存しないと
する結果しか得られず、そのため、ＣＭＯＳ回路からな
る集積回路に対しては適用することができない。
【０００７】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
ものであって、ＣＭＯＳ素子からなる集積回路の消費電
力を、論理シミュレーションによって求めることが可能
な、消費電力計算装置及び方法を提供することを目的と
している。
ものであって、ＣＭＯＳ素子からなる集積回路の消費電
力を、論理シミュレーションによって求めることが可能
な、消費電力計算装置及び方法を提供することを目的と
している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、消費電力計算装置に係り、
論理回路を構成する各論理プリミティブの状態変化時の
消費電力を、該各論理プリミティブの入力信号間におけ
る入力信号の状態及び入力信号状態の変化と、出力信号
の状態との組み合わせに応じて付与されたＩＤと該各論
理プリミティブの負荷容量とに対応して格納する消費電
力ライブラリ手段と、論理回路における論理プリミティ
ブの構成と各論理プリミティブの接続状態との情報を格
納する論理回路情報格納手段と、該論理回路の情報に応
じて見積もられた各論理プリミティブの負荷容量の情報
を格納する容量格納手段と、該論理回路における入力信
号パターンの情報を格納する入力パターン格納手段と、
前記論理回路の情報と入力信号パターンの情報とから論
理シミュレーションを行なって各論理プリミティブにお
ける状態変化の情報を前記ＩＤによって求める論理シミ
ュレーション手段と、該論理回路を形成する各論理プリ
ミティブについて前記論理シミュレーション結果のＩＤ
を収集し、該ＩＤの遷移情報と前記負荷容量の情報とか
ら前記消費電力ライブラリ手段を参照して各論理プリミ
ティブの消費電力を求めるとともに、該各論理プリミテ
ィブの消費電力を加算して該論理回路の消費電力を求め
る消費電力計算手段とを備えてなることを特徴としてい
る。
に、請求項１記載の発明は、消費電力計算装置に係り、
論理回路を構成する各論理プリミティブの状態変化時の
消費電力を、該各論理プリミティブの入力信号間におけ
る入力信号の状態及び入力信号状態の変化と、出力信号
の状態との組み合わせに応じて付与されたＩＤと該各論
理プリミティブの負荷容量とに対応して格納する消費電
力ライブラリ手段と、論理回路における論理プリミティ
ブの構成と各論理プリミティブの接続状態との情報を格
納する論理回路情報格納手段と、該論理回路の情報に応
じて見積もられた各論理プリミティブの負荷容量の情報
を格納する容量格納手段と、該論理回路における入力信
号パターンの情報を格納する入力パターン格納手段と、
前記論理回路の情報と入力信号パターンの情報とから論
理シミュレーションを行なって各論理プリミティブにお
ける状態変化の情報を前記ＩＤによって求める論理シミ
ュレーション手段と、該論理回路を形成する各論理プリ
ミティブについて前記論理シミュレーション結果のＩＤ
を収集し、該ＩＤの遷移情報と前記負荷容量の情報とか
ら前記消費電力ライブラリ手段を参照して各論理プリミ
ティブの消費電力を求めるとともに、該各論理プリミテ
ィブの消費電力を加算して該論理回路の消費電力を求め
る消費電力計算手段とを備えてなることを特徴としてい
る。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の消
費電力計算装置に係り、上記論理プリミティブが、ＣＭ
ＯＳ回路からなる論理素子を表すものであることを特徴
としている。
費電力計算装置に係り、上記論理プリミティブが、ＣＭ
ＯＳ回路からなる論理素子を表すものであることを特徴
としている。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の消費電力計算装置に係り、上記負荷容量が、当該論
理プリミティブの出力側配線容量と後段の各論理プリミ
ティブの入力端子容量とから見積もられたものであるこ
とを特徴としている。
載の消費電力計算装置に係り、上記負荷容量が、当該論
理プリミティブの出力側配線容量と後段の各論理プリミ
ティブの入力端子容量とから見積もられたものであるこ
とを特徴としている。
【００１１】また、請求項４記載の発明は、請求項１，
２又は３記載の消費電力計算装置に係り、上記負荷容量
が、任意数の段階に見積もられたものであることを特徴
としている。
２又は３記載の消費電力計算装置に係り、上記負荷容量
が、任意数の段階に見積もられたものであることを特徴
としている。
【００１２】また、請求項５記載の発明は、請求項１，
２，３又は４記載の消費電力計算装置に係り、上記消費
電力計算手段において、上記論理シミュレーション結果
の状態変化について消費電力を求めた後、該消費電力計
算結果に基づいて該状態変化の時系列と異なる任意の時
系列の各時間幅について消費電力を求めることを特徴と
している。
２，３又は４記載の消費電力計算装置に係り、上記消費
電力計算手段において、上記論理シミュレーション結果
の状態変化について消費電力を求めた後、該消費電力計
算結果に基づいて該状態変化の時系列と異なる任意の時
系列の各時間幅について消費電力を求めることを特徴と
している。
【００１３】請求項６記載の発明は、消費電力計算装置
に係り、論理回路を構成する各論理プリミティブへの入
力信号間における入力信号の状態及び入力信号状態の変
化と、出力信号の状態との組み合わせに対応する各論理
プリミティブの消費電力を予め求めて前記入出力信号状
態の各変化に対応して格納するライブラリ手段と、前記
論理回路の論理シミュレーション結果より前記論理プリ
ミティブの入出力信号の状態変化をとらえ、前記ライブ
ラリ手段より消費電力を読み出し、各論理プリミティブ
ごとの時系列の消費電力を求め、該求められた消費電力
より前記論理回路の消費電力を求める消費電力算出手段
とを備えてなることを特徴としている。
に係り、論理回路を構成する各論理プリミティブへの入
力信号間における入力信号の状態及び入力信号状態の変
化と、出力信号の状態との組み合わせに対応する各論理
プリミティブの消費電力を予め求めて前記入出力信号状
態の各変化に対応して格納するライブラリ手段と、前記
論理回路の論理シミュレーション結果より前記論理プリ
ミティブの入出力信号の状態変化をとらえ、前記ライブ
ラリ手段より消費電力を読み出し、各論理プリミティブ
ごとの時系列の消費電力を求め、該求められた消費電力
より前記論理回路の消費電力を求める消費電力算出手段
とを備えてなることを特徴としている。
【００１４】また、請求項７記載の発明は、消費電力計
算方法に係り、論理回路を構成する各論理プリミティブ
の状態変化時の消費電力を該各論理プリミティブの入力
信号間における入力信号の状態及び入力信号状態の変化
と、出力信号の状態との組み合わせに応じて付与された
ＩＤと該各論理プリミティブの負荷容量とに対応して格
納する消費電力ライブラリを用意するとともに、論理回
路における各論理プリミティブの構成と各論理プリミテ
ィブの接続状態との情報から見積もられた各論理プリミ
ティブの負荷容量の情報を求めておき、前記論理回路の
情報と入力信号パターンの情報とから論理シミュレーシ
ョンを行なって各論理プリミティブにおける状態変化の
情報を前記ＩＤによって求め、該論理回路を構成する各
論理プリミティブについて前記論理シミュレーション結
果のＩＤを収集し、該ＩＤの遷移情報と前記負荷容量の
情報とから前記消費電力ライブラリを参照して各論理プ
リミティブの時系列の消費電力を求めるとともに、該各
論理プリミティブの消費電力を加算して該論理回路の消
費電力を求めることを特徴としている。
算方法に係り、論理回路を構成する各論理プリミティブ
の状態変化時の消費電力を該各論理プリミティブの入力
信号間における入力信号の状態及び入力信号状態の変化
と、出力信号の状態との組み合わせに応じて付与された
ＩＤと該各論理プリミティブの負荷容量とに対応して格
納する消費電力ライブラリを用意するとともに、論理回
路における各論理プリミティブの構成と各論理プリミテ
ィブの接続状態との情報から見積もられた各論理プリミ
ティブの負荷容量の情報を求めておき、前記論理回路の
情報と入力信号パターンの情報とから論理シミュレーシ
ョンを行なって各論理プリミティブにおける状態変化の
情報を前記ＩＤによって求め、該論理回路を構成する各
論理プリミティブについて前記論理シミュレーション結
果のＩＤを収集し、該ＩＤの遷移情報と前記負荷容量の
情報とから前記消費電力ライブラリを参照して各論理プ
リミティブの時系列の消費電力を求めるとともに、該各
論理プリミティブの消費電力を加算して該論理回路の消
費電力を求めることを特徴としている。
【００１５】また、請求項８記載の発明は、請求項７記
載の消費電力計算方法に係り、上記論理プリミティブ
が、ＣＭＯＳ回路からなる論理素子を表すものであるこ
とを特徴としている。
載の消費電力計算方法に係り、上記論理プリミティブ
が、ＣＭＯＳ回路からなる論理素子を表すものであるこ
とを特徴としている。
【００１６】請求項９記載の発明は、請求項７又は８記
載の消費電力計算方法に係り、上記負荷容量を、当該論
理プリミティブの出力側配線容量と後段の各論理プリミ
ティブの入力端子容量とから見積もることを特徴として
いる。
載の消費電力計算方法に係り、上記負荷容量を、当該論
理プリミティブの出力側配線容量と後段の各論理プリミ
ティブの入力端子容量とから見積もることを特徴として
いる。
【００１７】請求項１０記載の発明は、請求項７，８又
は９記載の消費電力計算方法に係り、上記負荷容量を、
任意数の段階に見積もることを特徴としている。
は９記載の消費電力計算方法に係り、上記負荷容量を、
任意数の段階に見積もることを特徴としている。
【００１８】請求項１１記載の発明は、請求項７，８，
９又は１０記載の消費電力計算方法に係り、上記論理シ
ミュレーション結果の状態変化について消費電力を求め
た後、該消費電力計算結果に基づいて該状態変化の時系
列と異なる任意の時系列の各時間幅について消費電力を
求めることを特徴としている。
９又は１０記載の消費電力計算方法に係り、上記論理シ
ミュレーション結果の状態変化について消費電力を求め
た後、該消費電力計算結果に基づいて該状態変化の時系
列と異なる任意の時系列の各時間幅について消費電力を
求めることを特徴としている。
【００１９】請求項１２記載の発明は、消費電力計算方
法に係り、論理回路を構成する各論理プリミティブへの
入力信号間における入力信号の状態及び入力信号状態の
変化と、出力信号の状態との組み合わせに対応する各論
理プリミティブの消費電力を予め求めてが変化する際の
各論理プリミティブの消費電力を予め求めて前記入出力
信号状態の各変化に応じてライブラリへ格納するライブ
ラリ化ステップと、前記論理回路の論理シミュレーショ
ン結果より前記論理プリミティブの入出力信号の状態変
化をとらえるステップと、該状態変化に対応する消費電
力を前記ライブラリより読み出し、各論理プリミティブ
ごとの時系列の消費電力を求め、該求めた消費電力より
前記論理回路の消費電力を求めるステップとを有してな
ることを特徴としている。
法に係り、論理回路を構成する各論理プリミティブへの
入力信号間における入力信号の状態及び入力信号状態の
変化と、出力信号の状態との組み合わせに対応する各論
理プリミティブの消費電力を予め求めてが変化する際の
各論理プリミティブの消費電力を予め求めて前記入出力
信号状態の各変化に応じてライブラリへ格納するライブ
ラリ化ステップと、前記論理回路の論理シミュレーショ
ン結果より前記論理プリミティブの入出力信号の状態変
化をとらえるステップと、該状態変化に対応する消費電
力を前記ライブラリより読み出し、各論理プリミティブ
ごとの時系列の消費電力を求め、該求めた消費電力より
前記論理回路の消費電力を求めるステップとを有してな
ることを特徴としている。
【００２０】
【作用】この発明の構成では、論理回路を構成する各論
理プリミティブの状態変化時の消費電力を、該各論理プ
リミティブの入力信号状態の組み合わせに応じて付与さ
れたＩＤと該各論理プリミティブの負荷容量とに対応し
て消費電力ライブラリ手段に格納し、論理回路における
論理プリミティブの構成と各論理プリミティブの接続状
態との情報を論理回路情報格納手段に格納し、該論理回
路の情報に応じて見積もられた各論理プリミティブの負
荷容量の情報を容量格納手段に格納し、該論理回路にお
ける入力信号パターンの情報を入力パターン格納手段に
格納し、論理シミュレーション手段によって、上記論理
回路の情報と入力信号パターンの情報とから論理シミュ
レーションを行なって各論理プリミティブにおける状態
変化の情報を上記ＩＤによって求め、消費電力計算手段
によって、該論理回路を形成する各論理プリミティブに
ついて上記論理シミュレーション結果のＩＤを収集し、
該ＩＤの遷移情報と上記負荷容量の情報とから上記消費
電力ライブラリ手段を参照して各論理プリミティブの消
費電力を求めるとともに、該各論理プリミティブの消費
電力を加算して該論理回路の消費電力を求めるようにし
たので、ＣＭＯＳ素子からなる集積回路の消費電力を、
論理シミュレーションによって求めることが可能な、消
費電力計算装置を提供することができる。
理プリミティブの状態変化時の消費電力を、該各論理プ
リミティブの入力信号状態の組み合わせに応じて付与さ
れたＩＤと該各論理プリミティブの負荷容量とに対応し
て消費電力ライブラリ手段に格納し、論理回路における
論理プリミティブの構成と各論理プリミティブの接続状
態との情報を論理回路情報格納手段に格納し、該論理回
路の情報に応じて見積もられた各論理プリミティブの負
荷容量の情報を容量格納手段に格納し、該論理回路にお
ける入力信号パターンの情報を入力パターン格納手段に
格納し、論理シミュレーション手段によって、上記論理
回路の情報と入力信号パターンの情報とから論理シミュ
レーションを行なって各論理プリミティブにおける状態
変化の情報を上記ＩＤによって求め、消費電力計算手段
によって、該論理回路を形成する各論理プリミティブに
ついて上記論理シミュレーション結果のＩＤを収集し、
該ＩＤの遷移情報と上記負荷容量の情報とから上記消費
電力ライブラリ手段を参照して各論理プリミティブの消
費電力を求めるとともに、該各論理プリミティブの消費
電力を加算して該論理回路の消費電力を求めるようにし
たので、ＣＭＯＳ素子からなる集積回路の消費電力を、
論理シミュレーションによって求めることが可能な、消
費電力計算装置を提供することができる。
【００２１】また、この発明の別の構成では、論理回路
を構成する各論理プリミティブの状態変化時の消費電力
を該各論理プリミティブの入力信号状態の組み合わせに
応じて付与されたＩＤと該各論理プリミティブの負荷容
量とに対応して格納する消費電力ライブラリを用意する
ともに、論理回路における各論理プリミティブの構成と
各論理プリミティブの接続状態との情報から見積もられ
た各論理プリミティブの負荷容量の情報を求めておき、
上記論理回路の情報と入力信号パターンの情報とから論
理シミュレーションを行なって各論理プリミティブにお
ける状態変化の情報を上記ＩＤによって求め、該論理回
路を構成する各論理プリミティブについて上記論理シミ
ュレーション結果のＩＤを収集し、該ＩＤの遷移情報と
上記負荷容量の情報とから上記消費電力ライブラリを参
照して各論理プリミティブの消費電力を求めるととも
に、該各論理プリミティブの消費電力を加算して該論理
回路の消費電力を求めるようにしたので、ＣＭＯＳ素子
からなる集積回路の消費電力を、論理シミュレーション
によって求めることが可能な、消費電力計算方法を提供
することができる。
を構成する各論理プリミティブの状態変化時の消費電力
を該各論理プリミティブの入力信号状態の組み合わせに
応じて付与されたＩＤと該各論理プリミティブの負荷容
量とに対応して格納する消費電力ライブラリを用意する
ともに、論理回路における各論理プリミティブの構成と
各論理プリミティブの接続状態との情報から見積もられ
た各論理プリミティブの負荷容量の情報を求めておき、
上記論理回路の情報と入力信号パターンの情報とから論
理シミュレーションを行なって各論理プリミティブにお
ける状態変化の情報を上記ＩＤによって求め、該論理回
路を構成する各論理プリミティブについて上記論理シミ
ュレーション結果のＩＤを収集し、該ＩＤの遷移情報と
上記負荷容量の情報とから上記消費電力ライブラリを参
照して各論理プリミティブの消費電力を求めるととも
に、該各論理プリミティブの消費電力を加算して該論理
回路の消費電力を求めるようにしたので、ＣＭＯＳ素子
からなる集積回路の消費電力を、論理シミュレーション
によって求めることが可能な、消費電力計算方法を提供
することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行なう。図１は、この発明の一実施例の消費
電力計算装置の構成を示すブロック図、図２は、消費電
力ライブラリの作成方法を示すフローチャート、図３
は、論理プリミティブにおける消費電力計算モデルを説
明する図、図４は、論理プリミティブの消費電力に対す
る内部負荷の影響を説明する図、図５は、消費電力ルッ
クアップ・テーブルの作成例（１）を示す図、図６は、
消費電力ルックアップ・テーブルの作成例（２）を示す
図、図７は、消費電力計算方法を示すフローチャート、
図８は、消費電力計算例（１）を示す図、図９は、消費
電力計算例（２）を示す図である。この例の消費電力計
算装置は、図１に示すように、消費電力ライブラリ作成
部１と、消費電力ライブラリ２と、論理回路情報ファイ
ル３と、容量見積ツール４と、負荷容量ファイル５と、
入力パターン情報ファイル６と、論理シミュレータ７
と、シミュレーション結果格納ファイル８と、消費電力
計算ツール９と、消費電力計算結果格納ファイル１０と
から概略構成されている。
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行なう。図１は、この発明の一実施例の消費
電力計算装置の構成を示すブロック図、図２は、消費電
力ライブラリの作成方法を示すフローチャート、図３
は、論理プリミティブにおける消費電力計算モデルを説
明する図、図４は、論理プリミティブの消費電力に対す
る内部負荷の影響を説明する図、図５は、消費電力ルッ
クアップ・テーブルの作成例（１）を示す図、図６は、
消費電力ルックアップ・テーブルの作成例（２）を示す
図、図７は、消費電力計算方法を示すフローチャート、
図８は、消費電力計算例（１）を示す図、図９は、消費
電力計算例（２）を示す図である。この例の消費電力計
算装置は、図１に示すように、消費電力ライブラリ作成
部１と、消費電力ライブラリ２と、論理回路情報ファイ
ル３と、容量見積ツール４と、負荷容量ファイル５と、
入力パターン情報ファイル６と、論理シミュレータ７
と、シミュレーション結果格納ファイル８と、消費電力
計算ツール９と、消費電力計算結果格納ファイル１０と
から概略構成されている。
【００２３】消費電力ライブラリ作成部１は、論理プリ
ミティブの実デバイス又はデバイスモデルの情報を格納
する論理プリミティブのデバイス情報格納ファイル１１
と、論理プリミティブのデバイス特性を測定し又はデバ
イス特性をシミュレートするデバイス測定／デバイスシ
ミュレーション部１２と、論理プリミティブの消費電力
を論理プリミティブの入力信号の組み合わせ状態を示す
ＩＤごとに、論理プリミティブの任意数の段階の負荷容
量値に対応して記述するテーブルを格納する論理プリミ
ティブの消費電力ルックアップ・テーブル格納ファイル
１３とからなっている。消費電力ライブラリ２は、論理
回路におけるすべての論理プリミティブの消費電力ルッ
クアップ・テーブルを、すべてのＩＤについて、各負荷
容量値に対応して格納する。論理回路情報ファイル３
は、論理回路におけるそれぞれの論理プリミティブとそ
の接続状態の情報とを格納する。容量見積ツール４は、
論理回路を構成する各論理プリミティブごとに、出力側
配線容量と後段の論理プリミティブの入力端子容量とか
らなるその負荷容量を複数段階に見積もる。負荷容量フ
ァイル５は、論理プリミティブごとに見積もられた負荷
容量値を格納する。入力パターン情報ファイル６は、論
理プリミティブごとに、各入力ピンにおける入力信号パ
ターンの情報を格納する。論理シミュレータ７は、各論
理プリミティブにおける、入力信号パターンに対応する
状態変化を示すトグル情報を、各ＩＤごとに求める。シ
ミュレーション結果格納ファイル８は、入力信号パター
ンに対応する各論理プリミティブのトグル情報をＩＤご
とに格納する。消費電力計算ツール９は、入力信号パタ
ーンに応じて、論理回路を構成する各論理プリミティブ
のトグル情報のＩＤを収集するＩＤ収集部９１と、各論
理プリミティブごとに、収集されたＩＤと、当該論理プ
リミティブについて見積もられた負荷容量値に応じて、
消費電力ライブラリ２を参照して消費電力を算出し、さ
らに、算出された各論理プリミティブの消費電力を加算
して、論理回路全体の消費電力を求める消費電力計算部
９２とからなっている。
ミティブの実デバイス又はデバイスモデルの情報を格納
する論理プリミティブのデバイス情報格納ファイル１１
と、論理プリミティブのデバイス特性を測定し又はデバ
イス特性をシミュレートするデバイス測定／デバイスシ
ミュレーション部１２と、論理プリミティブの消費電力
を論理プリミティブの入力信号の組み合わせ状態を示す
ＩＤごとに、論理プリミティブの任意数の段階の負荷容
量値に対応して記述するテーブルを格納する論理プリミ
ティブの消費電力ルックアップ・テーブル格納ファイル
１３とからなっている。消費電力ライブラリ２は、論理
回路におけるすべての論理プリミティブの消費電力ルッ
クアップ・テーブルを、すべてのＩＤについて、各負荷
容量値に対応して格納する。論理回路情報ファイル３
は、論理回路におけるそれぞれの論理プリミティブとそ
の接続状態の情報とを格納する。容量見積ツール４は、
論理回路を構成する各論理プリミティブごとに、出力側
配線容量と後段の論理プリミティブの入力端子容量とか
らなるその負荷容量を複数段階に見積もる。負荷容量フ
ァイル５は、論理プリミティブごとに見積もられた負荷
容量値を格納する。入力パターン情報ファイル６は、論
理プリミティブごとに、各入力ピンにおける入力信号パ
ターンの情報を格納する。論理シミュレータ７は、各論
理プリミティブにおける、入力信号パターンに対応する
状態変化を示すトグル情報を、各ＩＤごとに求める。シ
ミュレーション結果格納ファイル８は、入力信号パター
ンに対応する各論理プリミティブのトグル情報をＩＤご
とに格納する。消費電力計算ツール９は、入力信号パタ
ーンに応じて、論理回路を構成する各論理プリミティブ
のトグル情報のＩＤを収集するＩＤ収集部９１と、各論
理プリミティブごとに、収集されたＩＤと、当該論理プ
リミティブについて見積もられた負荷容量値に応じて、
消費電力ライブラリ２を参照して消費電力を算出し、さ
らに、算出された各論理プリミティブの消費電力を加算
して、論理回路全体の消費電力を求める消費電力計算部
９２とからなっている。
【００２４】次に、図１乃至図９を参照して、この例の
消費電力計算装置の動作についてを説明する。この例の
消費電力計算装置においては、論理シミュレーションに
よって論理回路の消費電力を計算する際に、論理回路の
各部の動作を表現するために、論理プリミティブの概念
を用いる。この論理プリミティブは、論理回路を構成す
る各素子を、物理的構成によらずその論理動作特性に応
じて抽象化したものであって、例えば、信号の反転動作
を行なうインバータや、論理積動作を行なうアンド回
路、論理和動作を行なうオア回路等がある。この例にお
いては、論理プリミティブはＣＭＯＳ回路の特性を有す
るものとする。論理シミュレーション時には、論理プリ
ミティブを用いて、論理回路における状態変化の情報、
すなわちトグル情報を求める。この場合の状態変化の発
生時点すなわちエッジの検出は、出力信号を対象とする
場合と、入力信号を対象とする場合とがある。さらに論
理回路の消費電力を計算する際には、論理プリミティブ
を単位として各論理プリミティブごとに、その入出力信
号の実測値又は論理値に応じて、電力計算パラメータと
して、論理プリミティブの消費電力を求めてライブラリ
化しておき、論理シミュレーションによって求められた
トグル情報に応じて消費電力ライブラリを参照すること
によって、各論理プリミティブの消費電力を求め、この
ようにして求められた各論理プリミティブの消費電力を
加算して論理回路全体の消費電力を求めるようにする。
消費電力計算装置の動作についてを説明する。この例の
消費電力計算装置においては、論理シミュレーションに
よって論理回路の消費電力を計算する際に、論理回路の
各部の動作を表現するために、論理プリミティブの概念
を用いる。この論理プリミティブは、論理回路を構成す
る各素子を、物理的構成によらずその論理動作特性に応
じて抽象化したものであって、例えば、信号の反転動作
を行なうインバータや、論理積動作を行なうアンド回
路、論理和動作を行なうオア回路等がある。この例にお
いては、論理プリミティブはＣＭＯＳ回路の特性を有す
るものとする。論理シミュレーション時には、論理プリ
ミティブを用いて、論理回路における状態変化の情報、
すなわちトグル情報を求める。この場合の状態変化の発
生時点すなわちエッジの検出は、出力信号を対象とする
場合と、入力信号を対象とする場合とがある。さらに論
理回路の消費電力を計算する際には、論理プリミティブ
を単位として各論理プリミティブごとに、その入出力信
号の実測値又は論理値に応じて、電力計算パラメータと
して、論理プリミティブの消費電力を求めてライブラリ
化しておき、論理シミュレーションによって求められた
トグル情報に応じて消費電力ライブラリを参照すること
によって、各論理プリミティブの消費電力を求め、この
ようにして求められた各論理プリミティブの消費電力を
加算して論理回路全体の消費電力を求めるようにする。
【００２５】まず、図２を参照して、消費電力ライブラ
リの作成について説明する。論理シミュレーションによ
る論理回路の消費電力計算のための、消費電力ライブラ
リの作成は、図１に示された消費電力ライブラリ作成部
１によって行なわれる。図２に示すように、最初、論理
プリミティブのデバイス情報格納ファイル１１におけ
る、論理プリミティブの実デバイス又はデバイスモデル
について、出力信号の変化によって電力消費を生じる入
力信号の組み合わせを定義し（ステップＳ１）、定義し
た入力信号組み合わせについて、それぞれに排他なＩＤ
を設定する（ステップＳ２）。そしてデバイス測定／デ
バイスシミュレーション部１２において、ＩＤを設定し
た入力信号の組み合わせについて、単数又は複数の、任
意数の段階の負荷容量を設定して、それぞれの負荷容量
値における論理プリミティブの消費電力を実測またはデ
バイスシミュレーションによって決定する（ステップＳ
３）。次に、決定した消費電力を基に、負荷容量ごとの
消費電力のルックアップ・テーブルを作成し、これを各
ＩＤにおけるライブラリとして、論理プリミティブの消
費電力ルックアップ・テーブル格納ファイル１３に格納
する（ステップＳ４）。このような手順を繰り返して、
すべてのＩＤにおけるルックアップ・テーブルを作成し
て、これを論理プリミティブの消費電力ライブラリ２と
して使用する（ステップＳ５）。
リの作成について説明する。論理シミュレーションによ
る論理回路の消費電力計算のための、消費電力ライブラ
リの作成は、図１に示された消費電力ライブラリ作成部
１によって行なわれる。図２に示すように、最初、論理
プリミティブのデバイス情報格納ファイル１１におけ
る、論理プリミティブの実デバイス又はデバイスモデル
について、出力信号の変化によって電力消費を生じる入
力信号の組み合わせを定義し（ステップＳ１）、定義し
た入力信号組み合わせについて、それぞれに排他なＩＤ
を設定する（ステップＳ２）。そしてデバイス測定／デ
バイスシミュレーション部１２において、ＩＤを設定し
た入力信号の組み合わせについて、単数又は複数の、任
意数の段階の負荷容量を設定して、それぞれの負荷容量
値における論理プリミティブの消費電力を実測またはデ
バイスシミュレーションによって決定する（ステップＳ
３）。次に、決定した消費電力を基に、負荷容量ごとの
消費電力のルックアップ・テーブルを作成し、これを各
ＩＤにおけるライブラリとして、論理プリミティブの消
費電力ルックアップ・テーブル格納ファイル１３に格納
する（ステップＳ４）。このような手順を繰り返して、
すべてのＩＤにおけるルックアップ・テーブルを作成し
て、これを論理プリミティブの消費電力ライブラリ２と
して使用する（ステップＳ５）。
【００２６】次に、論理プリミティブの消費電力を計算
する際の、消費電力計算モデルについて説明する。い
ま、図３に示す論理プリミティブＡが、消費電力計算対
象の論理プリミティブである場合、論理プリミティブＡ
における状態変化時の消費電力は、論理プリミティブＡ
の出力側配線の容量Ｃｎと、論理プリミティブＡの後段
の論理プリミティブである論理プリミティブＢ，Ｃ，Ｄ
の入力端子容量Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄに対する充放電電流に
依存して定まる。
する際の、消費電力計算モデルについて説明する。い
ま、図３に示す論理プリミティブＡが、消費電力計算対
象の論理プリミティブである場合、論理プリミティブＡ
における状態変化時の消費電力は、論理プリミティブＡ
の出力側配線の容量Ｃｎと、論理プリミティブＡの後段
の論理プリミティブである論理プリミティブＢ，Ｃ，Ｄ
の入力端子容量Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄに対する充放電電流に
依存して定まる。
【００２７】さらに、論理プリミティブの消費電力の決
定に際しては、その入力信号又は出力信号の状態によっ
て変化する駆動力（＝内部負荷）を考慮することが必要
である。例えば、図４に示すような、アンドゲートａ１
とオアゲートｏ１とからなる論理プリミティブＬ１の消
費電力は、その内部の各ゲートの駆動状態によって異な
る。いま、論理プリミティブＬ１の出力ｏｕｔ１に０→
１の変化を生じた場合の消費電力としては、入力ｉｎ
１，ｉｎ２，ｉｎ３のそれぞれの変化に対応して、次の
３つの場合が存在する。 Ｐ１１：ｉｎ１の０→１の変化に起因する、ｏｕｔ１の
０→１の変化に基づく電力消費 Ｐ２１：ｉｎ２の０→１の変化に起因する、ｏｕｔ１の
０→１の変化に基づく電力消費 Ｐ３１：ｉｎ３の０→１の変化に起因する、ｏｕｔ１の
０→１の変化に基づく電力消費
定に際しては、その入力信号又は出力信号の状態によっ
て変化する駆動力（＝内部負荷）を考慮することが必要
である。例えば、図４に示すような、アンドゲートａ１
とオアゲートｏ１とからなる論理プリミティブＬ１の消
費電力は、その内部の各ゲートの駆動状態によって異な
る。いま、論理プリミティブＬ１の出力ｏｕｔ１に０→
１の変化を生じた場合の消費電力としては、入力ｉｎ
１，ｉｎ２，ｉｎ３のそれぞれの変化に対応して、次の
３つの場合が存在する。 Ｐ１１：ｉｎ１の０→１の変化に起因する、ｏｕｔ１の
０→１の変化に基づく電力消費 Ｐ２１：ｉｎ２の０→１の変化に起因する、ｏｕｔ１の
０→１の変化に基づく電力消費 Ｐ３１：ｉｎ３の０→１の変化に起因する、ｏｕｔ１の
０→１の変化に基づく電力消費
【００２８】図４の場合、上記の３つの場合の消費電力
の大きさの間には、Ｐ１１＝Ｐ２１＞Ｐ３１の関係があ
ることは明らかである。このように論理プリミティブに
おいて同一の状態変化を生じる場合であっても、入力変
化の状態に応じて、論理プリミティブの消費電力は変化
する。したがって、論理プリミティブにおける入力信号
の組み合わせまで考慮することによって、より実際のデ
バイスの動作状態に近い電力計算モデルを作成すること
ができる。すなわち、消費電力ライブラリの作成に当た
っては、それぞれの論理プリミティブにおける、入力信
号の組み合わせの状態を反映させることが必要である。
の大きさの間には、Ｐ１１＝Ｐ２１＞Ｐ３１の関係があ
ることは明らかである。このように論理プリミティブに
おいて同一の状態変化を生じる場合であっても、入力変
化の状態に応じて、論理プリミティブの消費電力は変化
する。したがって、論理プリミティブにおける入力信号
の組み合わせまで考慮することによって、より実際のデ
バイスの動作状態に近い電力計算モデルを作成すること
ができる。すなわち、消費電力ライブラリの作成に当た
っては、それぞれの論理プリミティブにおける、入力信
号の組み合わせの状態を反映させることが必要である。
【００２９】以下、論理プリミティブの消費電力ルック
アップ・テーブルの作成例について説明する。図５は、
消費電力ルックアップ・テーブルの作成例（１）を示し
ている。図５（ａ）に示す論理プリミティブＬ２がイン
バータｉ１からなるものとすると、その入力信号ｉｎ１
と出力信号ｏｕｔ１のそれぞれのスイッチング変化に
は、次の２通りが存在する。 （１）ｉｎ１の１→０の変化に基づく、ｏｕｔ１の０→
１の変化 （２）ｉｎ１の０→１の変化に基づく、ｏｕｔ１の１→
０の変化 これに対して、それぞれ次のようにＩＤを設定する。 （１）のスイッチング変化のＩＤ＝０ （２）のスイッチング変化のＩＤ＝１
アップ・テーブルの作成例について説明する。図５は、
消費電力ルックアップ・テーブルの作成例（１）を示し
ている。図５（ａ）に示す論理プリミティブＬ２がイン
バータｉ１からなるものとすると、その入力信号ｉｎ１
と出力信号ｏｕｔ１のそれぞれのスイッチング変化に
は、次の２通りが存在する。 （１）ｉｎ１の１→０の変化に基づく、ｏｕｔ１の０→
１の変化 （２）ｉｎ１の０→１の変化に基づく、ｏｕｔ１の１→
０の変化 これに対して、それぞれ次のようにＩＤを設定する。 （１）のスイッチング変化のＩＤ＝０ （２）のスイッチング変化のＩＤ＝１
【００３０】最初に、ＩＤ＝０の場合に、インバータｉ
１の負荷容量Ｃと消費電力Ｐとの関係を、実測またはデ
バイスシミュレーションによって求めることによって、
図５（ｂ）に示すように、負荷容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，
Ｃ４における消費電力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を決定
し、これによって、論理プリミティブＬ２のＩＤ＝０に
対応する負荷容量−消費電力のルックアップ・テーブル
を作成する。次に、ＩＤ＝１の場合に対応する負荷容量
−消費電力のルックアップ・テーブルも同様に作成する
ことによって、論理プリミティブＬ２に対する消費電力
ルックアップ・テーブルの作成を終了する。
１の負荷容量Ｃと消費電力Ｐとの関係を、実測またはデ
バイスシミュレーションによって求めることによって、
図５（ｂ）に示すように、負荷容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，
Ｃ４における消費電力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を決定
し、これによって、論理プリミティブＬ２のＩＤ＝０に
対応する負荷容量−消費電力のルックアップ・テーブル
を作成する。次に、ＩＤ＝１の場合に対応する負荷容量
−消費電力のルックアップ・テーブルも同様に作成する
ことによって、論理プリミティブＬ２に対する消費電力
ルックアップ・テーブルの作成を終了する。
【００３１】図６は、消費電力ルックアップ・テーブル
の作成例（２）を示している。図６（ａ）に示す論理プ
リミティブＬ３が、アンドゲートａ２とオアゲートｏ２
とからなるものとすると、その出力信号ｏｕｔ１と入力
信号ｉｎ１．ｉｎ２，ｉｎ３のそれぞれのスイッチング
変化は、図６（ｂ）に示されるようになる。ここでＲは
ライズ（０→１の変化）を示し、Ｆはフォール（１→０
の変化）を示している。また−は、入力信号の変化に無
関係（ドント・ケア）であることを示している。これら
の各スイッチング変化に対して、図６（ｂ）に示すよう
にＩＤを設定する。負荷容量−消費電力のルックアップ
・テーブルは、これら各ＩＤに対応して作成する。
の作成例（２）を示している。図６（ａ）に示す論理プ
リミティブＬ３が、アンドゲートａ２とオアゲートｏ２
とからなるものとすると、その出力信号ｏｕｔ１と入力
信号ｉｎ１．ｉｎ２，ｉｎ３のそれぞれのスイッチング
変化は、図６（ｂ）に示されるようになる。ここでＲは
ライズ（０→１の変化）を示し、Ｆはフォール（１→０
の変化）を示している。また−は、入力信号の変化に無
関係（ドント・ケア）であることを示している。これら
の各スイッチング変化に対して、図６（ｂ）に示すよう
にＩＤを設定する。負荷容量−消費電力のルックアップ
・テーブルは、これら各ＩＤに対応して作成する。
【００３２】次に、消費電力の計算方法について説明す
る。論理シミュレーションによる、論理回路の消費電力
の計算は、図１に示された消費電力計算装置（方法）に
よって実行される。図７に示すように、論理回路情報フ
ァイル３に格納されている、論理回路を構成する論理プ
リミティブとその接続状態の情報から、容量見積ツール
４によって、論理回路を構成する論理プリミティブごと
にその負荷容量を複数段階に見積もって、負荷容量ファ
イル５に格納する。一方、論理回路情報ファイル３に格
納されている、論理回路を構成する論理プリミティブと
その接続状態の情報と、入力パターン情報ファイル６に
格納されている論理プリミティブごとの、各入力ピンに
おける入力信号パターンの情報とから、論理シミュレー
タ７によって、論理回路に対して論理シミュレーション
を行って、シミュレーション結果として、論理プリミテ
ィブごとの状態変化を示すトグル情報を取得し（ステッ
プＰ１）、論理回路の各論理プリミティブについて、そ
の入出力信号変化を基に、消費電力ライブラリ２に定義
されたＩＤを求めて（ステップＰ２）、シミュレーショ
ン結果格納ファイル８に格納する。消費電力計算ツール
９では、ＩＤ収集部９１によって、信号変化におけるＩ
Ｄ取得をシミュレーション終了時刻まで行なって、ＩＤ
の時系列の遷移情報として収集し（ステップＰ３）、消
費電力計算部９２によって、論理プリミティブごとに、
ＩＤと負荷容量とに応じて、消費電力ライブラリ２に予
め用意されている各論理プリミティブの消費電力の情報
をを参照して、それぞれの論理プリミティブの消費電力
を計算し（ステップＰ４）、求められた各論理プリミテ
ィブの消費電力値を加算することによって論理回路の総
消費電力を求め、得られた消費電力計算結果を、消費電
力計算結果格納ファイル１０に格納する。
る。論理シミュレーションによる、論理回路の消費電力
の計算は、図１に示された消費電力計算装置（方法）に
よって実行される。図７に示すように、論理回路情報フ
ァイル３に格納されている、論理回路を構成する論理プ
リミティブとその接続状態の情報から、容量見積ツール
４によって、論理回路を構成する論理プリミティブごと
にその負荷容量を複数段階に見積もって、負荷容量ファ
イル５に格納する。一方、論理回路情報ファイル３に格
納されている、論理回路を構成する論理プリミティブと
その接続状態の情報と、入力パターン情報ファイル６に
格納されている論理プリミティブごとの、各入力ピンに
おける入力信号パターンの情報とから、論理シミュレー
タ７によって、論理回路に対して論理シミュレーション
を行って、シミュレーション結果として、論理プリミテ
ィブごとの状態変化を示すトグル情報を取得し（ステッ
プＰ１）、論理回路の各論理プリミティブについて、そ
の入出力信号変化を基に、消費電力ライブラリ２に定義
されたＩＤを求めて（ステップＰ２）、シミュレーショ
ン結果格納ファイル８に格納する。消費電力計算ツール
９では、ＩＤ収集部９１によって、信号変化におけるＩ
Ｄ取得をシミュレーション終了時刻まで行なって、ＩＤ
の時系列の遷移情報として収集し（ステップＰ３）、消
費電力計算部９２によって、論理プリミティブごとに、
ＩＤと負荷容量とに応じて、消費電力ライブラリ２に予
め用意されている各論理プリミティブの消費電力の情報
をを参照して、それぞれの論理プリミティブの消費電力
を計算し（ステップＰ４）、求められた各論理プリミテ
ィブの消費電力値を加算することによって論理回路の総
消費電力を求め、得られた消費電力計算結果を、消費電
力計算結果格納ファイル１０に格納する。
【００３３】以下、消費電力の計算例を説明する。図８
は、消費電力計算例（１）を示し、出力信号の変化点
（エッジ）ごとに消費電力を求める場合を例示してい
る。図８（ａ）に示す、インバータｉ２からなる論理プ
リミティブａと、アンドゲートａ３，オアゲートｏ３か
らなる論理プリミティブｂとからなる論理回路Ｘ１に対
して、図８（ｂ）に示す入力パターンｉｎ１，ｉｎ２，
ｉｎ３を用いて、論理シミュレーションを行なって、論
理プリミティブａの出力信号ｏｕｔ１と、論理プリミテ
ィブｂの出力信号ｏｕｔ２とを含む論理シミュレーショ
ン結果を得た場合、論理シミュレーション結果をトレー
スして、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ，４，Ｔ５，Ｔ６におけ
る、↑で示す出力信号ｏｕｔ１，ｏｕｔ２のエッジに対
して、該当するＩＤを検出する。図８（ｂ）から、論理
プリミティブａのＩＤ遷移情報としては、ｏｕｔ１の矢
印のごとくＴ１−１→Ｔ４−０→Ｔ６−１が得られる。
また、論理プリミティブｂのＩＤ遷移情報としては、ｏ
ｕｔ２の矢印のごとくＴ１−０→Ｔ２−１→Ｔ３−０→
Ｔ４−１→Ｔ５−０が得られる。このようにして求めら
れＩＤ情報を基に、別途求められている負荷容量（配線
容量と入力端子容量）から、各プリミティブの消費電力
を計算する。さらに、求められた各論理プリミティブの
消費電力の合計を求めて、論理回路Ｘ１の全体の消費電
力を得る。
は、消費電力計算例（１）を示し、出力信号の変化点
（エッジ）ごとに消費電力を求める場合を例示してい
る。図８（ａ）に示す、インバータｉ２からなる論理プ
リミティブａと、アンドゲートａ３，オアゲートｏ３か
らなる論理プリミティブｂとからなる論理回路Ｘ１に対
して、図８（ｂ）に示す入力パターンｉｎ１，ｉｎ２，
ｉｎ３を用いて、論理シミュレーションを行なって、論
理プリミティブａの出力信号ｏｕｔ１と、論理プリミテ
ィブｂの出力信号ｏｕｔ２とを含む論理シミュレーショ
ン結果を得た場合、論理シミュレーション結果をトレー
スして、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ，４，Ｔ５，Ｔ６におけ
る、↑で示す出力信号ｏｕｔ１，ｏｕｔ２のエッジに対
して、該当するＩＤを検出する。図８（ｂ）から、論理
プリミティブａのＩＤ遷移情報としては、ｏｕｔ１の矢
印のごとくＴ１−１→Ｔ４−０→Ｔ６−１が得られる。
また、論理プリミティブｂのＩＤ遷移情報としては、ｏ
ｕｔ２の矢印のごとくＴ１−０→Ｔ２−１→Ｔ３−０→
Ｔ４−１→Ｔ５−０が得られる。このようにして求めら
れＩＤ情報を基に、別途求められている負荷容量（配線
容量と入力端子容量）から、各プリミティブの消費電力
を計算する。さらに、求められた各論理プリミティブの
消費電力の合計を求めて、論理回路Ｘ１の全体の消費電
力を得る。
【００３４】図９は、消費電力計算例（２）を示し、出
力信号のエッジと異なる、別のある時間幅系列で消費電
力を求める場合を例示している。消費電力計算例（２）
では、図８の場合と同じ論理回路Ｘ１に対して、図９
（ａ）に示すように、図８の場合と同様にして、Ｔ１，
Ｔ２，Ｔ３，Ｔ，４，Ｔ５，Ｔ６における、↑で示す出
力信号ｏｕｔ１，ｏｕｔ２のエッジに対して、ＩＤの遷
移情報を求める。次に、図９（ｂ）に示すような等間隔
の別の時刻系列ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄ，ｔｅによって
定まる時間幅単位ごとの消費電力分布は、図９（ａ）で
求められた時刻系列Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ，４，Ｔ５，
Ｔ６に対する消費電力分布に対して、それぞれの時間幅
ｔａ−ｔｂ，ｔｂ−ｔｃ，ｔｃ−ｔｄ，ｔｄ−ｔｅによ
って区分したときの、それぞれの区分内の消費電力とし
て求めることができる。例えば、時間幅ｔａ−ｔｂに対
しては、Ｔ１−１とＴ１−０のＩＤ遷移に対応する消費
電力が、時間幅ｔｂ−ｔｃに対しては、Ｔ２−１とＴ３
−０のＩＤ遷移に対応する消費電力が、時間幅ｔｃ−ｔ
ｄに対しては、Ｔ４−０，Ｔ４−１とＴ５−０のＩＤ遷
移に対応する消費電力が、時間幅ｔｄ−ｔｅに対して
は、Ｔ６−１のＩＤ遷移に対応する消費電力がそれぞれ
求められる。
力信号のエッジと異なる、別のある時間幅系列で消費電
力を求める場合を例示している。消費電力計算例（２）
では、図８の場合と同じ論理回路Ｘ１に対して、図９
（ａ）に示すように、図８の場合と同様にして、Ｔ１，
Ｔ２，Ｔ３，Ｔ，４，Ｔ５，Ｔ６における、↑で示す出
力信号ｏｕｔ１，ｏｕｔ２のエッジに対して、ＩＤの遷
移情報を求める。次に、図９（ｂ）に示すような等間隔
の別の時刻系列ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄ，ｔｅによって
定まる時間幅単位ごとの消費電力分布は、図９（ａ）で
求められた時刻系列Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ，４，Ｔ５，
Ｔ６に対する消費電力分布に対して、それぞれの時間幅
ｔａ−ｔｂ，ｔｂ−ｔｃ，ｔｃ−ｔｄ，ｔｄ−ｔｅによ
って区分したときの、それぞれの区分内の消費電力とし
て求めることができる。例えば、時間幅ｔａ−ｔｂに対
しては、Ｔ１−１とＴ１−０のＩＤ遷移に対応する消費
電力が、時間幅ｔｂ−ｔｃに対しては、Ｔ２−１とＴ３
−０のＩＤ遷移に対応する消費電力が、時間幅ｔｃ−ｔ
ｄに対しては、Ｔ４−０，Ｔ４−１とＴ５−０のＩＤ遷
移に対応する消費電力が、時間幅ｔｄ−ｔｅに対して
は、Ｔ６−１のＩＤ遷移に対応する消費電力がそれぞれ
求められる。
【００３５】このように、この例の消費電力計算装置に
よれば、ＣＭＯＳ素子からなる集積回路の消費電力を、
論理シミュレーションによって求めることが可能な、消
費電力計算装置及び方法を提供することができる。この
例の消費電力計算装置及び方法は、論理プリミティブの
入出力端子における状態変化を消費電力の計算対象とす
るので、論理シミュレータとの親和性がよい。また消費
電力計算を、各論理プリミティブの状態変化に対応して
予め求められた消費電力とトグル情報とによって求める
ようにしているので、消費電力の情報を必要とする他の
装置との消費電力情報のインタフェースが可能であると
ともに、消費電力値や配線負荷等が変更された場合で
も、再度、論理シミュレーションを行なう必要がない。
さらに論理シミュレーション結果をＩＤの遷移情報とし
て収集するので、時系列での消費電力の解析が可能であ
るとともに、詳細な消費電力計算も可能であり、また論
理回路におけるトグル数の抽出も可能である。
よれば、ＣＭＯＳ素子からなる集積回路の消費電力を、
論理シミュレーションによって求めることが可能な、消
費電力計算装置及び方法を提供することができる。この
例の消費電力計算装置及び方法は、論理プリミティブの
入出力端子における状態変化を消費電力の計算対象とす
るので、論理シミュレータとの親和性がよい。また消費
電力計算を、各論理プリミティブの状態変化に対応して
予め求められた消費電力とトグル情報とによって求める
ようにしているので、消費電力の情報を必要とする他の
装置との消費電力情報のインタフェースが可能であると
ともに、消費電力値や配線負荷等が変更された場合で
も、再度、論理シミュレーションを行なう必要がない。
さらに論理シミュレーション結果をＩＤの遷移情報とし
て収集するので、時系列での消費電力の解析が可能であ
るとともに、詳細な消費電力計算も可能であり、また論
理回路におけるトグル数の抽出も可能である。
【００３６】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明
が適用される集積回路は、ＣＭＯＳ素子からなるものに
限らず、非導通状態の内部抵抗が高い素子からなる集積
回路であれば、適用可能である。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明
が適用される集積回路は、ＣＭＯＳ素子からなるものに
限らず、非導通状態の内部抵抗が高い素子からなる集積
回路であれば、適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の消費電
力計算装置及び方法によれば、ＣＭＯＳ素子からなる集
積回路の消費電力を、論理シミュレーションによって求
めることができる。
力計算装置及び方法によれば、ＣＭＯＳ素子からなる集
積回路の消費電力を、論理シミュレーションによって求
めることができる。
【図１】この発明の一実施例である消費電力計算装置の
電気的構成を示すブロック図である。
電気的構成を示すブロック図である。
【図２】消費電力ライブラリの作成方法を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図３】論理プリミティブにおける消費電力計算モデル
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】論理プリミティブの消費電力に対する内部負荷
の影響を説明する図である。
の影響を説明する図である。
【図５】消費電力ルックアップ・テーブルの作成例
（１）を示す図である。
（１）を示す図である。
【図６】消費電力ルックアップ・テーブルの作成例
（２）を示す図である。
（２）を示す図である。
【図７】消費電力計算方法を示すフローチャートであ
る。
る。
【図８】消費電力計算例（１）を示す図である。
【図９】消費電力計算例（２）を示す図である。
【図１０】ＣＭＯＳ回路における電力消費の発生を説明
する図である。
する図である。
１ 消費電力ライブラリ作成部 ２ 消費電力ライブラリ（消費電力ライブラリ手
段） ３ 論理回路情報ファイル（論理回路情報格納手
段） ４ 容量見積ツール ５ 負荷容量ファイル（容量格納手段） ６ 入力パターン情報ファイル（入力パターン格納
手段） ７ 論理シミュレータ（論理シミュレーション手
段） ８ シミュレーション結果格納ファイル ９ 消費電力計算ツール（消費電力計算手段） １０ 消費電力計算結果格納ファイル
段） ３ 論理回路情報ファイル（論理回路情報格納手
段） ４ 容量見積ツール ５ 負荷容量ファイル（容量格納手段） ６ 入力パターン情報ファイル（入力パターン格納
手段） ７ 論理シミュレータ（論理シミュレーション手
段） ８ シミュレーション結果格納ファイル ９ 消費電力計算ツール（消費電力計算手段） １０ 消費電力計算結果格納ファイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−213019（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−317616（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126872（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−35812（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−314992（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−128192（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−165912（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−136755（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06F 17/50 666
Claims (12)
- 【請求項１】 論理回路を構成する各論理プリミティブ
の状態変化時の消費電力を、該各論理プリミティブの入
力信号間における入力信号の状態及び入力信号状態の変
化と、出力信号の状態との組み合わせに応じて付与され
たＩＤと該各論理プリミティブの負荷容量とに対応して
格納する消費電力ライブラリ手段と、論理回路における
論理プリミティブの構成と各論理プリミティブの接続状
態との情報を格納する論理回路情報格納手段と、該論理
回路の情報に応じて見積もられた各論理プリミティブの
負荷容量の情報を格納する容量格納手段と、該論理回路
における入力信号パターンの情報を格納する入力パター
ン格納手段と、前記論理回路の情報と入力信号パターン
の情報とから論理シミュレーションを行なって各論理プ
リミティブにおける状態変化の情報を前記ＩＤによって
求める論理シミュレーション手段と、該論理回路を形成
する各論理プリミティブについて前記論理シミュレーシ
ョン結果のＩＤを収集し、該ＩＤの遷移情報と前記負荷
容量の情報とから前記消費電力ライブラリ手段を参照し
て各論理プリミティブの消費電力を求めるとともに、該
各論理プリミティブの消費電力を加算して該論理回路の
消費電力を求める消費電力計算手段とを備えてなること
を特徴とする消費電力計算装置。 - 【請求項２】 前記論理プリミティブが、ＣＭＯＳ回路
からなる論理素子を表すものであることを特徴とする請
求項１記載の消費電力計算装置。 - 【請求項３】 前記負荷容量が、当該論理プリミティブ
の出力側配線容量と後段の各論理プリミティブの入力端
子容量とから見積もられたものであることを特徴とする
請求項１又は２記載の消費電力計算装置。 - 【請求項４】 前記負荷容量が、任意数の段階に見積も
られたものであることを特徴とする請求項１、２又は３
記載の消費電力計算装置。 - 【請求項５】 前記消費電力計算手段において、前記論
理シミュレーション結果の状態変化について消費電力を
求めた後、該消費電力計算結果に基づいて該状態変化の
時系列と異なる任意の時系列の各時間幅について消費電
力を求めることを特徴とする請求項１、２、３又は４記
載の消費電力計算装置。 - 【請求項６】 論理回路を構成する各論理プリミティブ
への入力信号間におけ る入力信号の状態及び入力信号状
態の変化と、出力信号の状態との組み合わせに対応する
各論理プリミティブの消費電力を予め求めて前記入出力
信号状態の各変化に対応して格納するライブラリ手段
と、前記論理回路の論理シミュレーション結果より前記
論理プリミティブの入出力信号の状態変化をとらえ、前
記ライブラリ手段より消費電力を読み出し、各論理プリ
ミティブごとの時系列の消費電力を求め、該求められた
消費電力より前記論理回路の消費電力を求める消費電力
算出手段とを備えてなることを特徴とする消費電力計算
装置。 - 【請求項７】 論理回路を構成する各論理プリミティブ
の状態変化時の消費電力を該各論理プリミティブの入力
信号間における入力信号の状態及び入力信号状態の変化
と、出力信号の状態との組み合わせに応じて付与された
ＩＤと該各論理プリミティブの負荷容量とに対応して格
納する消費電力ライブラリを用意するとともに、論理回
路における各論理プリミティブの構成と各論理プリミテ
ィブの接続状態との情報から見積もられた各論理プリミ
ティブの負荷容量の情報を求めておき、前記論理回路の
情報と入力信号パターンの情報とから論理シミュレーシ
ョンを行なって各論理プリミティブにおける状態変化の
情報を前記ＩＤによって求め、該論理回路を構成する各
論理プリミティブについて前記論理シミュレーション結
果のＩＤを収集し、該ＩＤの遷移情報と前記負荷容量の
情報とから前記消費電力ライブラリを参照して各論理プ
リミティブの時系列の消費電力を求めるとともに、該各
論理プリミティブの消費電力を加算して該論理回路の消
費電力を求めることを特徴とする消費電力計算方法。 - 【請求項８】 前記論理プリミティブが、ＣＭＯＳ回路
からなる論理素子を表すものであることを特徴とする請
求項７記載の消費電力計算方法。 - 【請求項９】 前記負荷容量を、当該論理プリミティブ
の出力側配線容量と後段の各論理プリミティブの入力端
子容量とから見積もることを特徴とする請求項７又は８
記載の消費電力計算方法。 - 【請求項１０】 前記負荷容量を、任意数の段階に見積
もることを特徴とする請求項７，８又は９記載の消費電
力計算方法。 - 【請求項１１】 前記論理シミュレーション結果の状態
変化について消費電力を求めた後、該消費電力計算結果
に基づいて該状態変化の時系列と異なる任意の時系列の
各時間幅について消費電力を求めることを特徴とする請
求項７，８，９又は１０記載の消費電力計算方法。 - 【請求項１２】 論理回路を構成する各論理プリミティ
ブへの入力信号間における入力信号の状態及び入力信号
状態の変化と、出力信号の状態との組み合わせに対応す
る各論理プリミティブの消費電力を予め求めてが変化す
る際の各論理プリミティブの消費電力を予め求めて前記
入出力信号状態の各変化に応じてライブラリへ格納する
ライブラリ化ステップと、前記論理回路の論理シミュレ
ーション結果より前記論理プリミティブの入出力信号の
状態変化をとらえるステップと、該状態変化に対応する
消費電力を前記ライブラリより読み出し、各論理プリミ
ティブごとの時系列の消費電力を求め、該求めた消費電
力より前記論理回路の消費電力を求めるステップとを有
してなることを特徴とする消費電力計算方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15001398A JP3171167B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 消費電力計算装置及び方法 |
| US09/321,879 US6493659B1 (en) | 1998-05-29 | 1999-05-28 | Power consumption calculating apparatus and method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15001398A JP3171167B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 消費電力計算装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11345254A JPH11345254A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3171167B2 true JP3171167B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=15487580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15001398A Expired - Fee Related JP3171167B2 (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 消費電力計算装置及び方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6493659B1 (ja) |
| JP (1) | JP3171167B2 (ja) |
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| US7925899B2 (en) * | 2005-12-29 | 2011-04-12 | Intel Corporation | Method, system, and apparatus for runtime power estimation |
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| US8706467B2 (en) * | 2008-04-02 | 2014-04-22 | Synopsys, Inc. | Compact circuit-simulation output |
| US8825464B2 (en) * | 2008-09-02 | 2014-09-02 | Oracle America, Inc. | Method and apparatus for parallelization of sequential power simulation |
| WO2011144965A1 (en) * | 2010-05-18 | 2011-11-24 | Freescale Semiconductor, Inc. | Integrated circuit device, signal processing system and method for managing power resources of a signal processing system |
| CN112597720B (zh) * | 2020-12-28 | 2023-03-21 | 海光信息技术股份有限公司 | 一种功耗数据的收集方法、装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6212665B1 (en) * | 1998-03-27 | 2001-04-03 | Synopsys, Inc. | Efficient power analysis method for logic cells with many output switchings |
-
1998
- 1998-05-29 JP JP15001398A patent/JP3171167B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-05-28 US US09/321,879 patent/US6493659B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH11345254A (ja) | 1999-12-14 |
| US6493659B1 (en) | 2002-12-10 |
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