JP3173729B2 - 論理シミュレーション方法及びそのシステム - 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、論理シミュレーシ
ョン方法及びそのシステムに関し、特に、プログラム言
語により記述されているプログラム記述レベルとこれに
対して下位で記述されている下位記述レベルとの間でシ
ミュレーションを適宜に切り換えて高速度で論理回路を
シミュレートするための論理シミュレーション方法及び
そのシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】大規模回路は、自動設計装置により設計
される。自動設計装置の設計フローは、Ｃ言語のような
汎用プログラム言語、専用の動作レベル記述言語により
所望の動作フローが記述された最高位レベル記述をレジ
スタ、加算器のようなハードウエア資源を用いてよりハ
ードウエア化されるＲＴレベル記述のような低位レベル
記述に書き下すステップを有している。このようにレベ
ルが異なる抽象度の複数のシミュレーションモデルのシ
ミュレーションは、図１７（ａ），（ｂ）に示されるよ
うに、抽象度が高い動作レベルシミュレーションモデル
１０１では、初めから終わりまでこれだけがシミュレー
トされ、そのシミュレーションの途中で、ＲＴレベルシ
ミュレーションモデル１０２のシミュレーションは行わ
れえず、抽象度が低いＲＴレベルシミュレーションモデ
ル１０２では、初めから終わりまでこれだけがシミュレ
ートされ、そのシミュレーションの途中で、動作レベル
シミュレーションモデル１０１のシミュレーションは行
われて来なかった。

【０００３】このように、動作レベルシミュレーション
モデル１０１とＲＴレベルシミュレーションモデル１０
２は、互いに独立していて別個のものとして扱われ、シ
ミュレーションの途中で一方のシステムシミュレーショ
ンから他方のシステムシミュレーションに切り換えるこ
とは不可能であった。一般的には、速度が重要な局面で
は高速な上位シミュレーションモデルが用いられ、精度
が重要な局面ではＲＴレベル、精度が更に細かく要求さ
れる局面ではレベルが更に低い他の低位シミュレーショ
ンモデルがそれぞれに用いられていた。

【０００４】しかし、機能検証のシミュレーションを行
う場合、ある時刻（ｔ１）から他のある時刻（ｔ２）の
間を特に詳しく調べたいという要望がある。そのような
場合にも時刻（０）から時刻ｔ２までの検証のために高
精度のシミュレータを使用すると、機能検査に多大な時
間がかかってしまう。

【０００５】このような問題を解決する技術として、異
なる抽象度の複数・シミュレーションモデルの間で切り
換えを行うようにしたミックス・シミュレーション技術
が、特開平５−６１９３４号、論文「並列論理シミュレ
ータＷＩＺＤＯＭ」（情報処理学会第５７回全国大会、
１９９８）で知られている。ここで開示されている切り
換えは、命令レベルシミュレーションモデルとハードウ
エアシミュレータ、ＲＴレベルシミュレーションモデル
のような抽象度が異なるシミュレーションモデルとの間
の切り換えである。このような切り換えが可能になって
いる根拠は、双方のモデルがレジスタ等で共通する構造
を持っていることにある。また、ゲートレベルと電子回
路レベルの間でのシミュレーション切り換えが行われる
技術が、特開平７−１１０８２６号で知られている。こ
の切り換で双方の情報のトランスファーは、ゲート回路
の端子と電子回路の端子が１対１に対応していることを
利用することにより、回路端子のレベルのアナログ・デ
ィジタル変換によって行っている。また、特開平１０−
２６１００２号は、ある回路記述形式を用いてその回路
の動きを詳しい定義モデルと粗い定義モデルとで表現
し、そのモデルの間での切り換えを開示している。この
ような１対１対応の高低レベル間の切り換え、詳細度の
異なるものの共通の記述形式を用いた同一レベル間の切
り換えが知られている。

【０００６】しかし、動作記述レベルといわれる最高位
のプログラム言語記述レベルと下位記述レベルであるＲ
Ｔレベルの間では、シミュレーション状態を保持する構
造が１対１に対応しておらず、両レベル間でデータの受
け渡しができないため、従来、これらのレベル間の切り
換えシミュレーションが不可能であった。シミュレーシ
ョンをより適正に高速化し且つ詳細化するために、この
ように１対１に対応する記述がなされていないレベル間
のシミュレーションモデルの切換技術の確立が特に望ま
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、記述
が１対１に対応していない高位・低位モデル間でそれら
のシミュレーションを切換えることができる論理シミュ
レーション方法及びそのシステムを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号
等が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応
の技術的事項と実施の複数・形態のうちの少なくとも１
つの形態の技術的事項との一致・対応関係を明白にして
いるが、その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技
術的事項に限定されることを示すためのものではない。

【０００９】本願発明による論理シミュレーションシス
テムは、論理回路の処理フローを記述した動作レベル記
述を機能合成ツールによりＲＴレベル記述に変換する変
換ユニットと、動作レベル記述およびＲＴレベル記述を
各々対応するコンパイラに入力して動作レベルシミュレ
ーションモデル構造とＲＴレベルシミュレーションモデ
ル構造を生成する生成ユニットと、動作レベルシミュレ
ーションモデル構造とＲＴレベルシミュレーションモデ
ル構造の対応手段を生成する生成ユニットと、動作レベ
ルシミュレーションモデル構造とＲＴレベルシミュレー
ションモデル構造に基づいて動作レベルシミュレーショ
ンとＲＴレベルシミュレーションを対応手段を介して切
り換えて実行する実行ユニットとを有している。その対
応手段は、機能合成ツールにより生成される状態遷移情
報（図１５）およびＣＤＦＧ（図１４）を用いて生成さ
れ、動作レベルシミュレーションモデル構造の変数とＲ
Ｔレベルシミュレーションモデル構造のレジスタ情報と
のマッピングを行う（図１３）。このような機能を持つ
対応手段により、動作記述レベルと言われる最高位のプ
ログラム言語記述レベルと、下位記述レベルであるＲＴ
レベルの間で、レベル切り換えシミュレーションが可能
になる。ＲＴレベル記述とこれより下位にあるゲートレ
ベルとの間では、最高位の動作レベルと次の階層にある
ＲＴレベルの間の切り換えシミュレーションに階層的に
対応して、既述の対応手段が用いら、動作レベルシミュ
レーションモデル構造とゲートレベルシミュレーション
モデル構造に基づいて動作レベルシミュレーションとゲ
ートレベルシミュレーションをその対応手段を介して切
り換えて実行することが可能になる。本発明は、ステッ
プで記述されれば、高位記述モデル（５３）の高位側遷
移位置（ＨＳｎ）とその高位側遷移位置（ＨＳｎ）の高
位側変数値とを対応させて記録するためのステップと、
低位記述モデルの高位側遷移位置（ＨＳｎ）に対応する
低位側遷移位置（ＬＳｎ）の高位側変数値に対応する低
位側変数（ＬＶ、Ｒｎ）にその高位側変数値を代入する
ためのステップを有する。

【００１０】低位記述モデル（４）に含まれるが高位記
述モデル（５３）に含まれない記述としては、レジスタ
に関する記述が例示される。一般的には、低位側になれ
ばなるほど、物理度が高い記述（例：電圧、抵抗値）が
現れる。

【００１１】更に、低位記述モデル（４）の低位側遷移
位置（ＬＳｎ）と低位側遷移位置（ＬＳｎ）の低位側変
数値とを対応させて記録するためのステップと、高位記
述モデル（５３）の低位側遷移位置（ＬＳｎ）に対応す
る高位側遷移位置（ＨＳｎ）の低位側変数値に対応する
高位側変数（ＨＶ、ｘ，ａ）に低位側変数値を代入する
ためのステップとからなる。これらのステップスの追加
により、シミュレーションの切り換えは双方向になる。
その代入するためのステップは、高位記述モデル（５
３）と低位記述モデル（４）の動作が切り換えられる時
の遷移位置（Ｈｓｎ，Ｌｓｎ）で実行される。

【００１２】本発明による論理シミュレーションシステ
ムは、高位記述モデル（５３）と、高位記述モデル（５
３）が機能合成ツールにより書き下された低位記述モデ
ル（４）と、高位記述モデル（５３）の高位側実行によ
り得られる高位側変数値をその高位側実行位置（ＨＳ
ｎ）に対応させて保持する対応装置（３３）と、低位記
述モデル（４）の高位側実行位置（ＨＳｎ）に対応する
低位側位置（ＬＳｎ）の高位側変数値に対応する低位側
変数（ＬＶ，Ｒｎ）に高位側変数値を代入制御するため
のシミュレーション制御装置（２７）とを有している。

【００１３】更に、低位記述モデル（４）の低位側実行
により得られる低位側変数値をその低位側実行位置に対
応させて保持する対応装置（３３）と、高位記述モデル
（５３）の低位側実行位置（ＬＳｎ）に対応する高位側
位置の低位側変数値に対応する高位側変数（ＨＶ，ｘ，
ａ）に低位側変数値を代入制御する役割のシミュレーシ
ョン制御装置を有している。この追加により、シミュレ
ーションの切り換えが双方向になる。

【００１４】対応装置（３３）は、変数値を実行位置
（ＨＳｎ，ＬＳｎ）に対応さて保持するテーブル（３
４）を備える。対応装置（３３，３４）は、遷移位置
（ＨＳｎ，ＬＳｎ）とその遷移位置のレジスタ（Ｒｎ）
とから形成されるマトリックスの要素であるレジスタ値
を保持するためのテーブル（３４）を備える。

【００１５】本発明による論理シミュレーションシステ
ムは、更に連鎖構造が与えられ、上位記述と、中位記述
と、低位記述と、上位記述と中位記述との間で互いの変
数に互いの変数値を代入するための第１代入装置と、中
位記述と低位記述との間で互いの変数に互いの変数値を
代入するための第２代入装置とからなり、中位記述には
上位記述に含まれていない記述が含まれ、下位記述には
中位記述に含まれていない記述が含まれている。このよ
うな連鎖構造により、最高位から最低位までのシミュレ
ーションの切り換えが可能であり、更には、同位間での
切り換えを行う公知技術を取り込んだシミュレータを製
作することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に一致対応して、本発明によ
る論理シミュレーションシステムの実施の形態は、自動
設計装置としての単一のシミュレーションモデル１をシ
ミュレートするためのシステムシミュレータ２が設計さ
れている。システムシミュレータ２は、通常のシミュレ
ーションモデルであるモジュールＡ，Ｂ，Ｃを含んでい
る。シミュレーションモデル１の単一性は、複数階層の
シミュレーションモデルがそのシミュレーションのステ
ップ（状態）ごとにそのステップでのデータが共有化し
得るように互いに従属関係にあることをいう。ここで、
データは主として乗算・足し算等の計算が行われる際の
関数の変数値である。変数値は、状態ごとに変わるパラ
メータを含む。

【００１７】図２は、ＬＳＩのような電子回路を自動設
計するための自動設計装置である論理設計フローととも
に設けられるシミュレーションモデルを示している。論
理設計フローは、プログラミング言語６であるＣ言語、
専用の動作レベル記述言語３により回路の動作レベル記
述を行うことから始まる。この動作レベル記述は、最高
位に抽象化された最高抽象度の記述であり、図３にはＣ
言語を用いた場合の簡単な計算プログラムとして例示さ
れている。

【００１８】動作レベル記述には、ハード部品は全くな
い。動作レベル記述は、よりハード化される言語により
その抽象度が落とされて、ＲＴ（レジスタトランスファ
ー）レベル記述４に書き下される。その書き下しのため
の道具表現として機能合成ツール５が用いられる。機能
合成ツール５には、動作レベル記述言語３やプログラミ
ング言語６で表現された動作レベル記述が入力され、更
には、動作レベル記述をＲＴレベルに展開する時の資料
として、図４に示されるハードウエア資源７が入力され
る。

【００１９】ハードウエア資源７は、この例では、４個
のレジスタＲｎ（ｎ＝１〜４）、１個の加算器１２、１
個の乗算器１３、１個の除算器１４、マルチプレッサ１
５から形成されている。機能合成ツール５には、ハード
ウエアの制約条件として、ハードウエア資源７及び回路
のクロック周期が設定されたうえで、動作レベル記述が
入力される。機能合成ツール５は、動作レベル記述をＲ
Ｔレベル記述に変換するために必要な後述する状態遷移
情報（図５）の作成、変数をＲＴレベルのレジスタに割
り当てるスケジューリングに必要なＣＤＦＧを生成し
て、ＲＴレベル記述４を出力する。このレジスタの割り
当ての過程で１つのレジスタが時刻によって、動作レベ
ル記述の中の異なる変数値を持ち得る構造になり得る。
このように、動作レベル記述表現さたプログラム変数が
ＲＴレベル記述４に割り当てられる。また、ＲＴレベル
記述４は、図２に示されるように、論理合成ツール８
（例示せず）が用いられて、より低位レベルのゲートレ
ベル記述９に更に書き下される。

【００２０】シミュレーションモデル１０は、３つのシ
ミュレーションモデルを含む。その３つのシミュレーシ
ョンモデルは、動作レベル構造モデル２１、ＲＴレベル
構造モデル２２、ゲートレベル構造モデル２３とであ
る。

【００２１】動作レベル構造モデル２１は、汎用のプロ
グラミング言語６であるＣ言語や専用の動作レベル記述
言語３により記述される動作レベル記述が、コンパイラ
２４により形成される。ＲＴレベル構造モデル２２は、
ＲＴコンパイラ２５によりＲＴレベル記述４から得られ
る。ゲートレベル構造モデル２３は、ゲートコンパイラ
２６によりゲートレベル記述９から生成される。これら
の構造シミュレーションモデル２１，２２，２３は、公
知のプログラミング言語コンパイラ、ＨＤＬシミュレー
タのようなコンパイラ技術の流用により作成され得る。

【００２２】シミュレーションモデル１０は、シミュレ
ーション制御機構２７を含んでいる。シミュレーション
制御機構２７は、どのレベルのシミュレーション構造を
持つかという情報を各コンパイラ２４，２５，２６から
得る制御機構作成ツール２８により作成される。シミュ
レーション制御機構２７は、外部へシミュレーション結
果を出力し（信号２９）、ユーザーにより選択されるシ
ミュレーションの抽象度が抽象度選択信号３１により入
力され、この信号に基づいて選択された抽象度でシミュ
レーションが実行される。

【００２３】図２中で、太い矢印線はモデル作成時の流
れを示し、細い矢印線は後述するシミュレーション時の
流れを示している。そのシミュレーション時の流れが、
図６に詳細に示されている。図６では、ゲートレベル構
造モデル２３は省略されている。シミュレーションモデ
ル１０は、更に、対応装置３３を含んでいる。

【００２４】対応装置３３は、動作レベル構造モデル２
１の高位モデル推移状態ＨＳｎとその高位モデル推移状
態ＨＳｎの変数値ＨＶとの間の高位対応を保持する。高
位モデル推移状態ＨＳｎは、動作レベル構造モデル２１
のシミュレーションの推移位置であるシミュレーション
ステップ又はその遷移位置である。対応装置３３は、更
に、ＲＴレベル構造モデル２２の低位モデル推移状態Ｌ
Ｓｎとその低位モデル推移状態ＬＳｎの変数値ＬＶとの
間の低位対応を保持する。低位モデル推移状態ＬＳｎ
は、ＲＴレベル構造モデル２２のシミュレーションの推
移位置であるシミュレーションステップ又はその遷移位
置である。

【００２５】高位モデル推移状態ＨＳｎの状態位置ｎと
低位モデル推移状態ＬＳｎの状態位置ｎ、高位モデル推
移状態ＨＳｎの変数値ＨＶと低位モデル推移状態ＬＳｎ
の変数値ＬＶは、動作レベル構造モデル２１とＲＴレベ
ル構造モデル２２とで共有化されうるように、これらが
同一時刻で同一値として対応装置３３に保持され、又
は、それらが一方から他方へ再現され得る状態でシミュ
レーション制御機構の制御に基づいて保持される。又
は、シミュレーションの切換えが行われる時点で、変位
側と低位側の変数値対応を取るように制御されてもよ
い。低位モデル推移状態ＬＳｎの状態位置と高位モデル
推移状態ＨＳｎは、以下では共通にＳｎで表現される。
高位モデル推移状態ＨＳｎに対応する変数値ＨＶと低位
モデル推移状態ＬＳｎに対応する変数値ＬＶは、以下で
は共通にＶで表現される。

【００２６】変数値Ｖは、レジスタＲｎに対応する。変
数値ＶとレジスタＲｎの対応を、レジスタ／変数対応と
いう。対応装置３３は、状態位置Ｓｎをレジスタ／変数
対応に対応させて保持する状態位置・レジスタ／変数対
応マップテーブル３４を備えている。対応装置３３とシ
ミュレーション制御機構２７との間で、状態位置・レジ
スタ／変数対応信号３５が交換される。

【００２７】動作レベル構造モデル２１とシミュレーシ
ョン制御機構２７との間に、高位変数テーブル３６と状
態遷移図３７が介設されている。この表現は、動作レベ
ル構造モデル２１は高位変数テーブル３６と状態遷移図
３７を含む、という表現に置き換えることができる。機
能合成ツール５から得られる高位変数テーブル３６は、
動作レベルのシミュレーション時の動作レベル構造モデ
ル２１の変数値を格納する。機能合成ツール５から得ら
れる状態遷移図３７は、動作レベルのシミュレーション
時の状態位置Ｓｎを常時に把握している。

【００２８】ＲＴレベル構造モデル２２とシミュレーシ
ョン制御機構２７との間に、低位（ＲＴ）変数テーブル
３８とレジスタテーブル３９が介設されている。機能合
成ツール５から得られる低位変数テーブル３８は、ＲＴ
レベルのシミュレーション時のＲＴレベル構造モデル２
２のレジスタの値、即ち、状態位置・レジスタ／変数対
応マップテーブル３４の遷移位置から得られる動作レベ
ル構造２１の変数値に相当する値を格納している。レジ
スタテーブル３９は、ＲＴレベルのシミュレーション時
のＲＴレベル構造モデル２２のレジスタ値を格納してい
る。

【００２９】高位変数テーブル３６の変数値Ｖは、シミ
ュレーション制御機構２７を介して低位変数テーブル３
８とＲＴレベル構造モデル２２に転送され、更に、レジ
スタ対応値としてレジスタテーブル３９に転送される。
状態遷移図３７の状態位置Ｓｎは、シミュレーション制
御機構２７を介して低位変数テーブル３８とＲＴレベル
構造モデル２２に転送される。ＲＴレベル構造モデル２
２の状態位置Ｓｎは、シミュレーション制御機構２７を
介して状態遷移図３７に転送される。

【００３０】高位変数テーブル３６の変数値Ｖと状態遷
移図３７の状態位置Ｓｎの対は、シミュレーション制御
機構２７を介して、対応装置３３に転送されそこで保持
される。ＲＴレベル構造モデル２２の状態位置Ｓｎと低
位変数テーブル３８の変数値Ｖとの対は、シミュレーシ
ョン制御機構２７を介して対応装置３３に転送されそこ
に保持される。図６中で、細い点線矢印線は動作レベル
からＲＴレベルへの切換時のデータの流れを示し、太い
実線矢印線はＲＴレベルから動作レベルへの切換時のデ
ータの流れを示している。

【００３１】図７は、動作レベルシミュレーション方法
を示している。動作レベルがユーザーにより選択される
と、動作レベルシミュレーションが実行される（ステッ
プＳＴ１）。動作レベルシミュレーションの各状態位置
の変数値Ｖが、高位変数テーブル３６上で更新され（ス
テップＳＴ２）、続いて、その状態位置Ｓｎが状態遷移
図３７上で更新される（ステップＳＴ３）。このような
更新が動作レベルシミュレーションの実行中に繰り返さ
れる。

【００３２】図８は、動作レベルシミュレーションから
ＲＴレベルシミュレーションへ切り換えるための切換方
法を示している。ユーザーにより抽象度選択信号３１が
入力されて切換動作が開始される（ステップＳＴ４）。
対応装置３３は、高位変数テーブル３６からシミュレー
ション制御機構２７を介して変数値Ｖを獲得し（ステッ
プＳＴ５）、続いて、対応装置３３は、状態遷移図３７
からシミュレーション制御機構２７を介して状態位置Ｓ
ｎを獲得する（ステップＳＴ６）。

【００３３】対応装置３３は、その状態位置・レジスタ
／変数対応マップテーブル３４により、現状態位置での
レジスタ値を再現する（ステップＳＴ７）。このように
再現したレジスタ値をシミュレーション制御機構２７を
介してレジスタテーブル３９に転送する（ステップＳＴ
８）。現在の状態位置Ｓｎが、ＲＴレベル構造モデル２
２に転送される（ステップＳＴ９）。高位変数テーブル
３６の変数値Ｖが低位変数テーブル３８に転送される
（ステップＳＴ１０）。

【００３４】このように、ＲＴレベル構造モデル２２
は、動作レベル構造モデル２１が有していた状態位置の
変数値に対応したレジスタにセットする（代入する）レ
ジスタ値を獲得する。このデータの獲得は、ＲＴレベル
のシミュレーションの開始のための必要条件であり、こ
れにより動作レベルシミュレーションで得られた情報を
ＲＴレベルのシミュレーションが受け継いでシミュレー
ションが続行される（ステップＳＴ１１）。対応装置３
３はこのような情報引継の機能を備えている。対応装置
３３の動作によるシミュレーションの遅延は、実質的に
ない。

【００３５】図９は、ＲＴレベルシミュレーション方法
を示している。シミュレーションモードは、動作レベル
からＲＴレベルに既に切り替わっている。ＲＴレベルシ
ミュレーションが実行される（ステップＳＴ１２）。Ｒ
Ｔレベルシミュレーションの各状態のレジスタ値がレジ
スタテーブル３９上で更新される（ステップＳＴ１
３）。続いて、その状態位置Ｓｎが対応装置３３上で更
新される（ステップＳＴ１４）。対応装置３３の状態位
置・レジスタ／変数対応マップテーブル３４上で、現在
の状態位置での変数値Ｖが再現される（ステップＳＴ１
５）。このように再現された変数値Ｖが、レジスタテー
ブル３９に格納される（ステップＳＴ１６）。状態の遷
移の度に、ステップＳＴ１２〜１６が繰り返されて実行
される。

【００３６】図１０は、ＲＴレベルシミュレーションか
ら動作レベルシミュレーションへ切り換えるための切換
方法を示している。ユーザーにより抽象度選択信号３１
が入力されて切換動作が開始される（ステップＳＴ１
７）。低位変数テーブル３８の変数値Ｖが高位変数テー
ブル３６に転送される（ステップＳＴ１８）。ＲＴレベ
ル構造モデル２２の現在の状態位置Ｓｎが状態遷移図３
７に転送される（ステップＳＴ１９）。シミュレーショ
ンは、動作レベルシミュレーションとして継続される。
この情報の変換（再現）は、対応装置３３により行われ
ることは、既述の動作レベルシミュレーションからＲＴ
レベルシミュレーションへの切り換えと同様である。

【００３７】上述したシステムについて、図３に示した
動作レベル記述５３を使用して具体的な動作の説明をす
る。動作レベル記述５３は、次のような具体的な実施例
として示され、Ｃ言語により記述されている。 ｘ＝ａ＋ｂ，ｙ＝ｃ＋ｄ． ｔｍｐ１＝ｘ／ｙ、ｔｍｐ２＝ｘ・ｙ． ｓが１であれば、ｚ＝ｔｍｐ１＝（ａ＋ｂ）／（ｃ＋
ｄ），ｓが１でなければ、 ｚ＝ｔｍｐ２＝（ａ＋ｂ）・（ｃ＋ｄ）．

【００３８】上述の動作レベル記述５３と図４に示され
る利用可能なハードウエア資源を機能合成ツール５に入
力すると、機能合成ツール５は、入力された動作レベル
記述に対応して、図５に示すＲＴレベル記述を生成する
共に、図１４に示されるコントロールデータフローグラ
フ（ＣＤＦＧ）及び図１５に示すような状態遷移情報
（図）を生成する。図１５は、動作レベル記述５３にお
ける複数・状態遷移と各状態遷移に関与する変数の関係
を示すものであり、一方、図１４は上述の動作レベル記
述５３の各状態をどのようにＲＴレベル記述に割り付け
るか決めるものであり、動作レベル記述５３とＲＴレベ
ル記述との間の橋渡しを行うものである。

【００３９】機能合成ツールにより生成されるこれらの
状態遷移情報、既述のＣＤＦＧを利用して、動作レベル
構造モデルを用いたシミュレーション推移とＲＴレベル
構造モデルを使用したシミュレーション推移との間の情
報交換伝達手段である図１３に示される状態位置と変数
／レジスタマップテーブル３４が作成される。図１１
は、高位側の高位変数テーブル３６、これが低位側で共
有化される低位変数テーブル３８を示している。図１２
は、ＲＴレベル構造モデルで使用するレジスタテーブル
を示している。

【００４０】図１１は、既述の通り、高位変数テーブル
３６又は低位変数テーブル３８の具体例を示している。
変数名はａ〜ｚとして一般的に表現されているが、具体
的には、図３に示されるように、ａ，ｂ，ｃ，ｄ、ｓ、
ｘ、ｙ、ｔｍｐ１、ｔｍｐ２、ｚであるから、ａ〜ｊで
ある。高位変数テーブル３６のテーブル構成は、これが
低位側で共有化される低位変数テーブル３８のテーブル
構成に基本的に同じである。ハードウエア資源は、図３
の動作を行うために必要なレジスタの個数は、図１４に
示されるフローから理解されるように、４個で十分であ
り、この４個が図４に示されている。

【００４１】図１２は、このような４個のレジスタに関
して具体的にそのレジスタに代入されている値とレジス
タ名Ｒ１〜Ｒ４の対応が生成されるレジスタテーブルを
示している。例えば、図３の変数ｃ，ｄが４，５であれ
ば、レジスタＲ１の具体値は４であり、レジスタＲ４の
具体値は９（４＋５）である。このような値が、状態遷
移の度にそれらのレジスタに代入（登録）され、その代
入状態はステップ番号である状態位置に時間軸上で対応
している。

【００４２】従って、レジスタ値は、状態位置Ｓｎ
（ｔ）の遷移の度に置換されて変動する。ここで時間
は、時間列として表現され得る。そのような状態位置が
図３の動作レベル記述５３に一致して図１３に示されて
いる。変数が変動するために遷移する状態位置の個数
は、初期状態位置Ｓ０を含めて、図１４に示されるよう
に６であり、このような６状態が、図１３に対応装置の
中味のデータとして示されている。図１３に示される対
応装置の中味であるマトリックスとして、リアルタイム
にその時の状態位置の具体値がレジスタＲ１〜Ｒ４に登
録される。従って、対応装置３３は、６つの状態位置Ｓ
ｎ（ｎ＝１〜６）と４つのレジスタＲｎ（ｎ＝１〜４）
とのマトリックスで記述されるレジスタ・変数マップテ
ーブルとして記述（構成）されている。

【００４３】図１４，１５は、既述の通り、制御データ
流れと状態遷移をそれぞれに示している。状態位置零Ｓ
０では、変数Ｖは現れない。図１４，１５に表現される
データの流れ構造が、機能合成ツール５により作成され
ていて、この流れ構造がシミュレーションモデルの作成
のために利用されている。図１６は、状態位置がフロー
中と遷移中で、位置数として保持されていることを示し
ている。保持された各変数ａと変数ｂの加算が加算器１
２により実行される状態位置Ｓ１では、それらの変数
ａ，ｂは、レジスタＲ１、Ｒ２にそれぞれに代入されて
いる。この状態位置Ｓ１は、図５に示されるＲＴレベル
記述４の中の状態１に対応している。

【００４４】この状態で、シミュレーションモードが切
り換えられる場合には、対応装置３３で、変数値ａ，ｂ
と状態位置Ｓ１のマップが形成され、そのマップで再現
されるレジスタ値ａ，ｂがレジスタテーブル３９に転送
され、その変数ａ、ｂは低位変数テーブル３８に転送さ
れる。レジスタ値ａ，ｂが、ＲＴレベル記述４の状態１
のＲ１，Ｒ２に代入される。この代入により、ＲＴレベ
ル記述４のシミュレーションが開始され、状態２に遷移
して、レジスタＲ３にその加算値（ａ＋ｂ）が代入さ
れ、以降、ＲＴレベルのシミュレーションが続行され得
る。

【００４５】動作レベル記述５３のシミュレーションで
ある次の加算（ｙ＝ｃ＋ｄ）が実行されてここでモード
が切り換えられれば、状態２のＲＴレベル記述４のレジ
スタＲ１，Ｒ２に変数ｃ，ｄが代入され、状態２のレジ
スタＲ４にその加算値（ｃ＋ｄ）が代入される。動作レ
ベル記述５３のシミュレーションである次の計算である
乗算と除算（ｘ・ｙ、ｘ／ｙ）が実行されてここでモー
ドが切り換えられれば、状態３のＲＴレベル記述４のレ
ジスタＲ３，Ｒ４に変数ｘ，ｙが代入され、その乗算値
とその除算値が、レジスタＲ１，Ｒ２に代入され、ＲＴ
レベルのシミュレーションが続行される。

【００４６】動作レベル記述５３のシミュレーションで
ある更に次の論理計算が実行されてここでシミュレーシ
ョンモデルが切り換えられれば、ＲＴレベル記述４の状
態４，５でレジスタＲ１，Ｒ２のレジスタ値のいずれか
がレジスタＲ４に代入される。変数ｓが動作レベル記述
５３で決定されて動作レベル記述５３の最終値ｚが計算
されここでシミュレーションモデルが切り換えられれ
ば、ＲＴレベル記述４の状態６の変数ｚに選択されたレ
ジスタＲ１のレジスタ値である乗算値が変数ｚに代入さ
れ、ＲＴレベルのシミュレーションが完了する。逆に辿
ることにより、レジスタ値と状態位置とから動作レベル
記述５３の変数値が求まり、動作レベル記述のシミュレ
ーションを実行することができる。

【００４７】図３の動作レベル記述５３と図５のＲＴレ
ベル記述４は、その記述のみによれば、動作レベル記述
５３とＲＴレベル記述４との間には連結性は全くなく互
いに全く無関係であり、両レベル間で移行は起こり得な
い。変数値とレジスタ値との間を状態位置で対応させる
対応関係が、動作レベル記述５３とＲＴレベル記述４の
間の相互の移行を可能にしている。

【００４８】図３の変数として、次の値が与えられたと
する。ａ＝２、ｂ＝３、ｃ＝４、ｄ＝５。図３の動作レ
ベル記述５３で、ｙ＝ｃ＋ｄ、の状態位置Ｓ２でシミュ
レーションの切り換えが起こったときは、動作レベル記
述５３はその推移がそこで停止する。この停止状態Ｓ２
では、この場合、ｘ＝５、ｃ＝４、ｄ＝５。この停止位
置では、図１４に示されるように、Ｒ３＝ｘ＝５，Ｒ１
＝ｃ＝４、Ｒ２＝ｄ＝５。状態位置Ｓ２とその状態位置
Ｓ２の各レジスタとの対応が、図１３に示されるように
作成される。

【００４９】図１３に示される状態位置と変数／レジス
タマップテーブル３４には、その状態２の３変数ｘ，
ｃ，ｄに具体値である４，５，５が登録され、レジスタ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の状態数は５，５，４になっている。
図５に示されるＲＴ記述レベルは、図１４に完全に対応
するように作成されているが、動作が停止しているの
で、図５の状態１のレジスタＲ１，Ｒ２の値は不知であ
り、且つ、図５の状態２のレジスタＲ３の値は不知であ
る。既述の切り換えフローにより動作を開始する図５に
示されるＲＴ記述レベル状態２のレジスタＲ１，Ｒ２，
Ｒ３に、すでに既知になっている図１３のテーブルの状
態２の値４，５，５が、代入される。

【００５０】このような値の確定は、コンピュータの動
作開始条件である。コンピュータの動作を記述している
ＲＴ動作レベル記述４の状態２のレジスタＲ１，Ｒ２，
Ｒ３にこのように確定されている具体値４，５，５が代
入されると、動作開始条件が充足され、図５の状態２の
動作が開始する。ＲＴ動作レベル記述は、状態２が動作
を開始すれば、再びシミュレーション切り換え指示がな
ければ、引き続き状態３〜状態６が実行される。逆の切
り換えの説明は省略する。

【００５１】既述の対応装置３３は、次に示される実施
の形態にも適用され得る。本発明による論理シミュレー
ションシステムは、既述の通り、高位変数と、状態遷移
図と対応装置３３との間の双方向関係と、対応装置３３
とＲＴのレジスタテーブル３９との双方向関係との間
で、データ変換のパスができあがった。一方、ＲＴレベ
ルでのレジスタテーブルとゲートレベルでのレジスタテ
ーブルは、図２にも示されているように、従来からそれ
らの記述間で１対１に対応し、それらの間のシミュレー
ションの切り換えは公知である。

【００５２】従って、動作レベルとゲートレベルとの間
の切り換えも、対応手段３３を介して行うことができる
ようになった。即ち、図２に示される動作レベル記述→
機能合成ツール→機能合成ツール→ＲＴレベル記述→論
理合成ツール→ゲートレベル記述のフローで各ステップ
での回路記述を自動生成し、それら得られた記述を対応
するコンパイラに入力すれば、各レベルでのシミュレー
ションモデル構造が得られる。そして、動作レベル構造
とゲートレベル構造の変換手段３３を介して、ＲＴレベ
ルのレジスタテーブルを生成すれば、これはゲートレベ
ルでのレジスタテーブルと１対１に対応するので、動作
レベルとゲートレベルの間で、そのシミュレーションの
切り換えが可能である。このような切り換え命令は、シ
ミュレーション制御機構２７に入力される信号３１によ
り行うことができる。

【００５３】このように、動作レベルとゲートレベルを
切り換えることができるので、非常に大きいシステム全
体の中で、ゲートレベルのシミュレーションを行うこと
ができるようになる。ゲートレベルのシミュレーション
により、全体の動作を考慮してゲートレベルでのタイミ
ング検証が可能となり、設計の早い段階で回路の不具合
を高速に検出することができる。

【００５４】

【発明の効果】本発明による論理シミュレーション方法
及びそのシステムは、抽象度が異なりそれらの記述のみ
では因果関係が全くない高低レベルの両記述間の状態位
置で変数間接続を現実化したので、高低間のシュミレー
ションの切り換えが随意の状態位置で可能である。本発
明によれば、あらゆる階層で順次にシミュレーションの
切り換えを行うことができる。このような切り換えによ
り、動作レベルをよりハード化されているハードレベル
に落とす時の最適な利用資源の見積もりを高速に行うこ
とができる。更に、非常に大きなシステムレベルに対し
ても詳細な機能検証を行うことができるようになった。

【００５５】また、一般には汎用プログラム言語のコン
パイラはオブジェクトプログラム生成の最適化機能がつ
いている。この最適化機能の進歩は、ＲＴレベルやゲー
トレベルでの高速化の進歩よりも速いのがこれまでの経
験として知られている。従って、この最適化機能を利用
すれば、非常に高速な動作レベルシミュレーションが可
能であるので、動作レベルとそれより下位のシミュレー
タをリンクできたことは、システムレベルでの機能検証
を非常に高速に行うことができることを意味している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による論理シミュレーションシ
ステムの実施の形態を示すシステム図である。

【図２】図２は、本発明による論理シミュレーションシ
ステムの実施の形態を示す記述ユニット図である。

【図３】図３は、動作レベルのプログラムを示す論理表
現である。

【図４】図４は、ハードウエア資源を示す表現表であ
る。

【図５】図５は、ＲＴレベルのプログラムを示す論理表
現である。

【図６】図６は、図２の一部を詳細に示す記述ユニット
図である。

【図７】図７は、本発明による論理シミュレーション方
法の実施の形態を示すフローチャートである。

【図８】図８は、本発明による論理シミュレーション方
法の実施の他の形態を示すフローチャートである。

【図９】図９は、本発明による論理シミュレーション方
法の実施の更に他の形態を示すフローチャートである。

【図１０】図１０は、本発明による論理シミュレーショ
ン方法の実施の更に他の形態を示すフローチャートであ
る。

【図１１】図１１は、本発明による論理シミュレーショ
ン方法の実施例のテーブルを示す表の表現である。

【図１２】図１２は、本発明による論理シミュレーショ
ン方法の実施例の他のテーブルを示す表の表現である。

【図１３】図１３は、本発明による論理シミュレーショ
ンシステムの実施例の更に他のテーブルを示す表の表現
である。

【図１４】図１４は、本発明による論理シミュレーショ
ンシステムの実施例の論理移行を示すチャートである。

【図１５】図１５は、本発明による論理シミュレーショ
ンシステムの実施例の状態遷移を示すチャートである。

【図１６】図１６は、本発明による論理シミュレーショ
ンシステムの実施例の状態位置の保持を示す表現であ
る。

【図１７】図１７は、公知のシミュレータを示すユニッ
ト図である。

【符号の説明】

２１…高位記述（モデル） ２２…低位記述（モデル） ２７…シミュレーション制御装置 ３３…対応装置 ３４…状態・変数値保持装置 ３８…変数値保持装置 ＨＳｎ…高位モデル推移状態 ＬＳｎ…低位モデル推移状態 ＨＶ…（高位）変数値 ＬＶ…（低位）変数値 Ｒｎ…レジスタ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−134774（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−287134（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−258002（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−225277（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−108748（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−309178（ＪＰ，Ａ) Ｓｕｍｉｔ Ｇｈｏｓｈ，”Ｄｙｎａ ｍｉｃ ｍｕｌｔｉ−ｌｅｖｅｌ ｓｉ ｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｇｉｔａ ｌ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓ”，Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ＳＣＳ, 昭和62年６月，Ｖｏｌ．48，Ｎｏ．６, ｐ．247〜252 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 17/50 664 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】論理回路の処理フローを記述した動作レベ
   ル記述を機能合成ツールによりＲＴレベル記述に変換す
   る変換ユニットと、 前記動作レベル記述およびＲＴレベル記述を各々対応す
   るコンパイラに入力して動作レベルシミュレーションモ
   デル構造とＲＴレベルシミュレーションモデル構造を生
   成する生成ユニットと、 前記動作レベルシミュレーションモデル構造と前記ＲＴ
   レベルシミュレーションモデル構造の対応手段を生成す
   る生成ユニットと、 前記動作レベルシミュレーションモデル構造と前記ＲＴ
   レベルシミュレーションモデル構造に基づいて動作レベ
   ルシミュレーションとＲＴレベルシミュレーションを前
   記対応手段を介して切り換えて実行する実行ユニットと
   を有し、 前記対応手段は、前記機能合成ツールにより生成される
   状態遷移情報およびＣＤＦＧを用いて生成され、前記動
   作レベルシミュレーションモデル構造の変数と前記ＲＴ
   レベルシミュレーションモデル構造のレジスタ情報との
   マッピングを行う 論理シミュレーションシステム。
2. 【請求項２】論理回路の処理フローを記述した動作レベ
   ル記述を機能合成ツールによりＲＴレベル記述に変換す
   る変換ユニットと、 前記動作レベル記述およびＲＴレベル記述を各々対応す
   るコンパイラに入力して動作レベルシミュレーションモ
   デル構造とＲＴレベルシミュレーションモデル構造を生
   成する生成ユニットと、 前記動作レベルシミュレーションモデル構造と前記ＲＴ
   レベルシミュレーションモデル構造の対応手段を生成す
   る生成ユニットと、 前記ＲＴレベル記述から論理合成ツールによりゲートレ
   ベル記述を生成しそれを対応するコンパイラにかけてゲ
   ートレベルシミュレーション構造を生成する生成ユニッ
   トと、 前記動作レベルシミュレーションモデル構造と前記ゲー
   トレベルシミュレーションモデル構造に基づいて動作レ
   ベルシミュレーションとゲートレベルシミュレーション
   を前記対応手段を介して切り換えて実行する実行ユニッ
   トとを有し、 前記対応手段は、前記機能合成ツールにより生成される
   状態遷移情報およびＣＤＦＧを用いて生成され、前記動
   作レベルシミュレーションモデル構造の変数と前記ＲＴ
   レベルシミュレーションモデル構造のレジスタ情報との
   マッピングを行う 論理シミュレーションシステム。