JP3246865B2 - スタティックタイミング解析装置及びその方法 - Google Patents
スタティックタイミング解析装置及びその方法Info
- Publication number
- JP3246865B2 JP3246865B2 JP11660196A JP11660196A JP3246865B2 JP 3246865 B2 JP3246865 B2 JP 3246865B2 JP 11660196 A JP11660196 A JP 11660196A JP 11660196 A JP11660196 A JP 11660196A JP 3246865 B2 JP3246865 B2 JP 3246865B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- node
- transistor
- static timing
- signal
- contradiction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- 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
- G06F30/3308—Design verification, e.g. functional simulation or model checking using simulation
- G06F30/3312—Timing analysis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Description
ィックタイミング解析装置及びその方法に関し、特にト
ランジスタの接続情報から回路のクリティカルパスを探
索するスタティックタイミング解析装置及びその方法に
関する。
の数が飛躍的に増加しており、特にマイクロプロセッサ
に代表されるシステムLSIは回路の複雑度も増してい
る。また、今日の半導体装置では回路の性能を上げ、制
御期間を短縮するために半導体装置製造CAD装置が必
要不可欠になっているが、その一つとしてトランジスタ
の回路接続情報に基づいて回路のクリティカルパスを見
つけ出すPathMill等のスタティックタイミング
解析手法が提案されている。このスタティックタイミン
グ解析手法は入力信号の組合せ列(以下、テストベクト
ルと言う)が不要であり実行期間が高速であるため近年
急速に普及してきている。この手法を用いたスタティッ
クタイミング解析装置はインバータやNAND等のゲー
トレベルで解析を行なうものやトランジスタレベルで解
析を行なうものなど種々のレベルで実施するものが提案
されており、パス探索のアルゴリズムについても種々の
ものが提案されている。
ィックタイミング解析手段手法のアルゴリズムも種々提
案されている。図11に従来の一例のスタティックタイ
ミング解析装置が実行する処理のフローチャートを示
す。このトランジスタレベルのスタティックタイミング
解析装置はトランジスタの接続情報により、入力信号か
ら出力信号の経路の中で最も遅延の大きい経路を探すも
のである。
ータ構造を構築する(ステップS1)。通常トランジス
タレベルで解析を行なうために階層構造を展開しすべて
フラットな状態にする。次に、後述する規則に従いトラ
ンジスタの信号方向を絞り込む(ステップS2)。これ
により後に行なうパス探索を効率的に行なう。次に利用
者が指定したクロックノードを基に、順序回路を、組合
せ回路のみで構成される回路群に分割する(ステップS
3)。そして以下の処理はそれぞれのブロックに対して
おこなう。そして、パス探索を行なう(ステップS
4)。パス探索は一つの入力信号に注目し、その入力信
号がまずハイ(High)からロー(Low)に変化す
るとしてパス探索を行ない、次にローからハイに変化す
るとしてパス探索を行ない、あり得るパスの最長経路を
探すものである。そして、他の入力信号のそれぞれにつ
いて同様のことを行なって回路のクリティカルパスを探
し出す。パス探索の方法は信号の流れについて仮定と検
証を繰り返していき、信号の伝達を追うことによって実
施される。すべてのブロックについてパス探索が終了し
たら(ステップS5)、結果を出力する(ステップS
6)。
絞り込みステップS2について説明する。MOSトラン
ジスタは4端子素子であるがスタティックタイミング解
析手段では通常基板端子を除いた3端子素子と考える。
ここで、図12(a)に示すNMOSトランジスタに於
いて端子Gに論理値正(電源端子)が与えられ、端子D
が接地された容量(キャパシタ)に接続されていて、端
子Sが接地されていれば、電流IはNMOSトランジス
タの端子Dから端子Sに流れる。これを図12(a)に
示すようにロー(Low)の信号が端子Sから端子Dに
伝わると定義する。同様に、図12(d)に示すPMO
Sトランジスタに於いて端子Gが接地され、端子Dが接
地された容量(キャパシタ)に接続されていて、端子S
に論理値正(電源端子)が与えられていれば、電流Iは
PMOSトランジスタの端子Sから端子Dに流れる。こ
れを図12(d)に示すようにハイ(High)の信号
が端子Sから端子Dに伝わると定義する。同様に、図1
2(b),図12(c)に示すようにPMOSトランジ
スタやNMOSトランジスタの信号の流れる向きが決定
される。本来、MOSトランジスタはソース端子とドレ
イン端子のどちらの向きに信号が流れるかわからない
が、他端が接地端子または正電源端子に接続されている
場合は、トランジスタに流れる信号方向が一方向に限定
されることになる。
トランジスタのソース端子SにINで示す入力信号が接
続されている場合は、信号はハイ(電源端子に接続され
る)かロー(接地される)のどちらかしかとり得ないた
め図12(e)に矢印の向きに信号方向が決定される。
同様に、図12(f)に示すようにPMOSトランジス
タに於いても図12(f)の矢印の向きに信号方向が決
定される。さらに、図12(g)に示すように方向が未
だ定まっていないNMOSトランジスタの端子Sにおい
て、接続されたている他の部分すべてから同じ信号が流
入してくる時、図12(g)に示すような向きに信号の
方向を限定することが出来る。同様に、図12(h)に
示すPMOSトランジスタについても信号方向を限定す
ることが出来る。
絞り込みの処理に於いてはこれらの規則を用いて、既に
方向が絞り込まれたトランジスターに接続されているト
ランジスターの方向を絞り込むことができる。
S3では、組合せ回路のブロックとして分割できる場合
にはその分割を行う。
ズムについて説明する。前記のように、パス探索はひと
つの入力信号がハイからローに変化したと考えたときに
出力信号までの経路の中で、回路動作上有り得る最も長
いパスを探索するものである。そして、すべての入力信
号に対して、ハイからローに変化した場合とローからハ
イに変化した場合についてパス探索を行ないすべてのパ
スの中で最長のパスを探すものである。
遅延計算をトランジスタを線形抵抗として捉え、負荷容
量とのRC積により近似して計算するが、その方法につ
いては省略する。以下の説明では、遅延計算の詳しい説
明は行なわないが、あらかじめ各ノード間の遅れは計算
しているものとする。
と変化後の二つの状態がある。変化前とは、入力信号に
変化が与えられる前のことを意味し、変化後とは入力信
号に変化が与えられてから全ての素子にその変化が伝わ
った後のことを言う。
状態が伝わったと仮定する。これを順方向探索と呼ぶ。
その仮定が成り立つために満たすべき条件を考えると、
そこからも新しい仮定が幾つか生みだされる。この時、
変化したノードの影響を直接受けるノードの条件を直接
条件と呼ぶ。また、変化したノードの影響を直接受ける
ノードの条件が成り立つために、そのノードに接続され
ているすべてのトランジスタの状態を考慮するための各
ノードの条件を間接条件と呼ぶ。また、状態の変化はさ
らにその隣接するノードへ伝わる。このように、一つの
仮定から幾つかの新しい仮定が生み出され、またそれら
の仮定から別の仮定が生み出されると言うように、隣接
するノードへ次々と仮定を進めていく。やがて仮定は、
電源・接地・入力信号・出力信号等の特殊な属性を持つ
ノードもしくは既に前もって仮定が立てられているノー
ドに到達するか、順方向探索が進められなくなるノード
に達することによって、その真偽が確かめられることに
なる。仮定が成り立たないことがわかった(仮定が否定
された)時に、その仮定が打ち出された時点に戻って、
その仮定とそれに依存する仮定とを直すことになる。こ
のように、直接条件・間接条件は、それぞれの仮定が矛
盾しないことが確認されるまで逆にたどっていく必要が
ある。これを逆方向探索と呼ぶ。このようにして順方向
探索を進めて、入力信号から出力信号までのパスを求め
る。
のパスをバッファに格納し、最も遅延の大きいパスをフ
ァイルに格納したり、ディスプレーの画面上に出力した
りする。
しく行なわれていればパス探索の仮定の矛盾により、そ
れまで積み上げた仮定が否定されることが減少する。こ
れにより処理時間を減少させることが出来る。また、ト
ランジスタの信号方向付けが行なわれていれば誤った仮
定を積み上げたために起こるフォールスパス(回路動作
上あり得ないパス)も減少させることが出来る。
を基に従来の手法について説明する。
従来手法による解析により、フォールスパスを出力する
場合について述べる。
ステップS2では、図12の(a)〜(h)の規則によ
りPMOSトランジスタ1,3,5,6,9とNMOS
トランジスタ2,4,7,8,10,13が図13に示
す矢印の向きに信号方向が決定される。しかし、従来手
法では伝送ゲート(パストランジスタ)1を構成するP
MOSトランジスタ11とNMOSトランジスタ12は
信号方向を決定することができない。
合せ回路であるから、ブロック分割ステップS3の処理
は行わない。
なう。パス探索は、それぞれの入力信号がハイからロー
に変化した場合とローからハイに変化した場合について
行なう。
に変化した場合についてパス探索を行なう。入力信号I
NBがローからハイに変化した場合、順方向探索により
ノードNがハイからローに変化するし、さらに順方向探
索によりノードPがハイからローに変化すると仮定する
と、直接条件により入力信号がINCは少なくとも変化
後がハイでなければいけない。すなわちX→Hと言う状
態変化でなければいけない。ここでXは状態を問わな
い、あるいは不定であることを意味するる。さらに順方
向探索によりノードQがローからハイに変化したと仮定
し、この時は検証せずにこの仮定が確かめられる。ここ
で、伝送ゲート1を構成するPMOSトランジスタ11
とNMOSトランジスタ12の信号方向が決定されてい
ないために、ノードRから出力信号OUT2に信号が伝
わる場合と、出力信号OUT2からノードRに信号が伝
わる場合が考えられる。出力信号OUT2からノードR
に信号が伝わり、ノードRがハイからローに変化すると
仮定すると、出力信号OUT2は少なくとも変化後がロ
ーでなければいない。出力信号OUT2にはNMOSト
ランジスタ13のドレイン端子が接続されており、ゲー
ト端子にはノードPが接続されている。逆方向探索によ
り先の仮定に矛盾がないことが確かめられる。また、ノ
ードRがハイからローに変化するためには、逆方向探索
により入力信号INAがX→Lである必要がある。ここ
で、注目している入力信号(ここではINB)以外の入
力信号は変化前と変化後で同一の論理値を取る必要があ
るため入力信号INAはローとなる。このように注目し
ている以外の入力信号が決定される。さらに、順方向探
索により出力信号OUT1がローからハイに変化すると
仮定され、ここで入力信号INBがローからハイに変化
した場合のパス探索が終了する。
る。フォールスパスであるか否かを確かめるためにはタ
イミングシミュレーションを行ない得られたパスが実際
に回路上にそのように動くかどうかを調べれば良い。タ
イミングシミュレーションを行なうためのテストベクト
ルは、スタティックタイミング解析装置が出力したもの
か、または出力結果を基に作成しても良い。上記の得ら
れたパスについて実際にはタイミングシミュレーション
を行なうと、入力信号INBがローからハイに変化し、
信号INCはハイであるからノードPはハイからローに
変化し、さらにノードQがローからハイに変化する。し
かし、ノードQが変化し伝送ゲート1が導通状態になっ
てもノードRはハイからローに変化することはない。な
せなら、入力信号INAはローであるためノードRはハ
イに固定されているためである。さらに、信号OUT1
もローに固定される。このように上記のスタティックタ
イミング解析により得られたパスはフォールスパスであ
ることがわかる。
は、図13に示す伝送ゲート1を構成しているPMOS
トランジスタ11とNMOSトランジスタ12の信号方
向が決定できないことである。
る回路を解析する方法について述べる。バレルシフタは
マイクロプロセッサ等て行われるシフト演算を高速に行
なう回路である。図14にバレルシフタの一部分の回路
を示す。このように、バレルシフタは伝送ゲートを多用
した回路である。
は前記の規則によりインバータを構成しているトランジ
スタのみが方向付けされ伝送ゲートを構成しているトラ
ンジスタは方向付けされない。
破線矢印で示すような回路動作上あり得ないパスを探索
し、このあり得ないパスの検証のために処理時間が非常
に増大したり、またはフォールスパスを出力することが
ある。
ートを示す。この例ではトランジスタの方向絞り込みは
行なわず、パターンマッチングによりトランジスタレベ
ルからゲートレベルへ変換し、パス探索処理を行なうも
のである。パターンマッチングはいろいろな手法が提案
されているが、ここでは省略する。
に示す伝送ゲートの信号方向を決定することはできない
ため、上記のようにフォールスパスを出力したり、処理
時間が非常に増大するという問題がある。
法ではパストランジスタを多数含むような回路に於いて
トランジスタの方向決定率が悪く、解析結果にフォール
スパスを多数含んだり処理時間が非常に増大するという
問題点があった。
のであり、その目的とするところは、出力結果に含まれ
るフォールスパスが少なく、処理時間を減少させること
のできるスタティックタイミング解析装置及びその方法
を提供することにある。
技術で説明したスタティックタイミング解析方法におい
てフォールスパスを出力したり、処理時間が増大してし
まったりするのは、トランジスタの方向の絞り込みがま
だ十分ではないためと考えた。そこで、本発明者は、さ
らにトランジスタの絞り込みを容易かつ高速に行うよう
な手段を発明すれば、上記の問題点は一気に解決すると
考えた。このような着想から、慎重な研究を重ねた結
果、以下の発明をすることができた。
報によりクリティカルパスとなりうる経路を出力する集
積回路のスタティックタイミング解析装置において、ト
ランジスタレベルの接続情報を入力し、解析のための内
部データ構造を構築するネットリスト入力手段と、前記
内部データ構造から各ノードがハイインピーダンスとな
り得るか否かの期待値を調べる期待値調査手段と、得ら
れた期待値に基づき、ハイインピーダンスとなり得ない
と判定されたノードを電源又は接地と見なして信号方向
を決定することで、トランジスタの信号方向の絞り込み
を行う信号方向絞り込み手段と、順序回路を組み合わせ
回路のみで構成される単位に分割する分割手段と、分割
された単位毎に、前記絞り込まれた信号方向に基づいて
パス検索を行うパス検索手段と、得られた結果を出力す
る出力手段と、を備えることを特徴とする。
にて各ノードがハイインピーダンスとなり得るか否かの
期待値を調べるようにしてある。このように各ノードが
ハイインピーダンスになるか否かを判定することで、ト
ランジスタの方向絞り込みをさらに行うことができる。
これにより、出力結果に含まれるフォールスパスが少な
く、処理時間を減少させることのできるのである。
手段は、 所定のノードにソースまたはドレインが繋が
る全ての素子を探す素子探索手段と、この探索された素
子が全て同時に非導通になると仮定した場合に矛盾があ
るか否かを判定する矛盾判定手段と、この判定により矛
盾があると認定されたノードを方向絞り込みが可能なノ
ードであると認定する方向絞り込みノード認定手段と、
を備えることを特徴とする。
の期待値の調査について、所定のノードに繋がる素子が
同時に非導通になると仮定して、その仮定に矛盾がある
かを判定するようにしてある。これにより、期待値の調
査について高速かつ信頼性が高い判定を行うことができ
るのである。
段は、前記探索された素子が全て同時に非導通になると
仮定した場合に矛盾がないと判定されたノードに対し
て、さらに検証の段数を広げて矛盾があるか否かの判定
を行うことを特徴とする。
げて矛盾があるか否かの判定を行うようにしてある。こ
れにより、ハイインイーダンスにならないノードの認定
をより多くすることができるので、さらにトランジスタ
の方向の絞り込みができる。従って、さらに出力結果に
含まれるフォールスパスが少なく、処理時間を減少させ
ることのできるのである。
・入力信号・出力信号等の特殊なノードまで行うように
することにより、完全な検証を行うことができる。
段は、さらに検証の段数を広げて矛盾があるか否かの判
定を行う際に、2段若しくは3段で検証を打ち切ること
を特徴とする。
に到達するまで行うことが検証を完全に行うという点で
好ましいが、多くの段数を検証すれば、それだけ処理の
ための時間を必要とする。従って、本請求項のように、
段数を2段若しくは3段で検証を打ち切るようにするこ
とで、妥当性ある範囲で処理の高速性を損なうことなく
検証を行うことができるのである。
り込み手段は、該当するトランジスタに対し、ハイイン
ピーダンスとならないノードからの信号のみに限定して
方向を絞り込むこと含むことを特徴とする。
て得られた期待値から信号方向を絞り込むための具体的
手段を示してある。ここで、「含む」とあるのは、従来
例で説明したトランジスタの信号方向の絞り込みも行う
ようにしてもよい趣旨である。これにより、トランジス
タの方向絞り込みをさらに行うことができる。これによ
り、出力結果に含まれるフォールスパスが少なく、処理
時間を減少させることのできるのである。
て、トランジスタの接続情報によりクリティカルパスと
なりうる経路を出力する集積回路のスタティックタイミ
ング解析方法において、コンピュータが、トランジスタ
レベルの接続情報を用いて、解析のための内部データ構
造を構築するネットリスト入力ステップと、コンピュー
タが、前記内部データ構造から各ノードがハイインピー
ダンスとなりうるか否かの期待値を調べる期待値処調査
ステップと、コンピュータが、得られた期待値に基づ
き、ハイインピーダンスとなり得ないと判定されたノー
ドを電源又は接地と見なして信号方向を決定すること
で、トランジスタの信号方向の絞り込みを行う信号方向
絞り込みステップと、コンピュータが、順序回路を組み
合わせ回路のみで構成される単位に分割する分割ステッ
プと、コンピュータが、分割された単位毎に前記絞り込
まれた信号方向に基づいてパス検索を行うパス検索ステ
ップと、コンピュータが、得られた結果を出力する出力
ステップと、を含むことを特徴とする。
ップにて各ノードがハイインピーダンスとなり得るか否
かの期待値を調べるようにしてある。このように各ノー
ドがハイインピーダンスになるか否かを判定すること
で、トランジスタの方向絞り込みをさらに行うことがで
きる。これにより、出力結果に含まれるフォールスパス
が少なく、処理時間を減少させることのできるのであ
る。
ステップは、コンピュータが、所定のノードにソースま
たはドレインが繋がる全ての素子を探す素子探索ステッ
プと、コンピュータが、この探索された素子が全て同時
に非導通になると仮定した場合に矛盾があるか否かを判
定する矛盾判定ステップと、コンピュータが、この判定
により矛盾があると認定されたノードを方向絞り込みが
可能なノードであると認定する方向絞り込みノード認定
ステップと、を含むことを特徴とする。
の期待値の調査について、所定のノードに繋がる素子が
同時に非導通になると仮定して、その仮定に矛盾がある
かを判定するようにしてある。これにより、期待値の調
査について高速かつ信頼性が高い判定を行うことができ
るのである。
テップは、前記探索された素子が全て同時に非導通にな
ると仮定した場合に矛盾ないと判定されたノードに対し
て、さらに検証の段数を広げて矛盾があるか否かの判定
を行うことを特徴とする。
げて矛盾があるか否かの判定を行うようにしてある。こ
れにより、ハイインイーダンスにならないノードの認定
をより多くすることができるので、さらにトランジスタ
の方向の絞り込みができる。従って、さらに出力結果に
含まれるフォールスパスが少なく、処理時間を減少させ
ることのできるのである。
・入力信号・出力信号等の特殊なノードまで行うように
することにより、完全な検証を行うことができる。
テップは、さらに検証の段数を広げて矛盾があるか否か
の判定を行う際に、2段若しくは3段で検証を打ち切る
ことを特徴とする。
に到達するまで行うことが検証を完全に行うという点で
好ましいが、多くの段数を検証すれば、それだけ処理の
ための時間を必要とする。従って、本請求項のように、
段数を2段若しくは3段で検証を打ち切るようにするこ
とで、妥当性ある範囲で処理の高速性を損なうことなく
検証を行うことができるのである。
絞り込みステップは、該当するトランジスタに対し、ハ
イインピーダンスとならないノードからの信号のみに限
定して方向を絞り込むことを含むことを特徴とする。
て得られた期待値から信号方向を絞り込むための具体的
ステップを示してある。ここで、「含む」とあるのは、
従来例で説明したトランジスタの信号方向の絞り込みも
行うようにしてもよい趣旨である。これにより、トラン
ジスタの方向絞り込みをさらに行うことができる。これ
により、出力結果に含まれるフォールスパスが少なく、
処理時間を減少させることのできるのである。
タイミング解析装置及びその方法の実施形態について、
図面を参照しながら説明する。
析装置が具備するハードウエア構成は、図10に示すと
おり、以下で説明する各ステップの処理を行うためのM
PUと、キーボード、マウス、ライトペン(図示せ
ず)、又はフレキシブルディスク装置(図示せず)等の
入力装置と、メモリ装置やディスク装置(図示せず)等
の外部記憶装置と、表示器、プリンタ装置(図示せず)
等の出力装置等とを備えた通常のコンピュータシステム
を用いてもよい。なお、前記MPUは、以下に説明する
各ステップの処理等を行う演算部と、前記処理の命令を
記憶する主記憶部とを具備する。
グ解析装置の処理のフローチャートを示す。
込んで内部のデータ構造を構築する(ステップS11
0)。通常、トランジスタレベルで解析を行なうために
階層構造を展開してすべてフラットな状態にする。次
に、各ノードのとり得る期待値を調べ、各ノードがZ
(ハイインピーダンス)になり得るノードかどうかを調
べる(ステップS120)。そして、後述する規則に従
いトランジスタの信号方向を絞り込む(ステップS13
0)。これにより後に行なうパス探索を効率的に行な
う。次に利用者が指定したクロックノードを基に、順序
回路を、組合せ回路のみで構成される回路群に分割する
(ステップS140)。そして、それぞれのブロックに
対してパス探索を行なう(ステップS150)。すべて
のブロックについてパス探索が終了したら(ステップS
160)、結果を出力する(ステップS170)。
S120の処理について説明する。以下では、この処理
を「非Z節点調査」と呼ぶ。この処理は、前述のように
各ノードがZ(ハイインピーダンス)になり得るかどう
かを調べるものである。
(ハイインピーダンス)になるという仮定を設けこの仮
定の矛盾を発見できれば、そのノードはZ(ハイインピ
ーダンス)にならないノードである。」と言うものであ
る。
このフローチャートに従い説明する。まず、あるノード
に注目し(ステップS121)、このノードにソースま
たはドレインが繋がるすべてのトランジスタを探し(ス
テップS122)、これらのトランジスタがすべて同時
に非導通になると仮定する(ステップS123)。トラ
ンジスタが非導通になるためには、NMOSトランジス
タの場合はゲートがローであるかまたは他チャネルがZ
であるかのどちらかが成立することであり、PMOSト
ランジスタの場合はゲートがハイであるかまたは他チャ
ネルがZであるかのどちらかが成立することである。こ
の仮定を検証するために、それぞれのトランジスタに繋
がるゲートやドレイン、ソースのノードについてさらに
仮定を積みさらにその検証を行なう(ステップS12
4)。この過程は、ちょうど前述のパス検索における逆
方向探索に似ている。
かを判断する(ステップS125)。矛盾が見つかれ
ば、このノードはZにならないノード(以下、このよう
なノードを非Z節点と呼ぶ)である。また、この仮定が
矛盾なく検証が終了した場合はこのノードはZになり得
るノードであると認定し(ステップS127)。さらに
検証の段数を広げて矛盾があるか否かの判断を行う(ス
テップS128)。検証を完全に行なうには、逆方向探
索がすべて電源・接地・入力信号・出力信号等の特殊な
属性を持つノードに辿り着くまで行なわなければいけな
いが、そのようにすると処理時間が増大するため、検証
を適当な段数で打ち切っても良い。経験的に、2〜3段
の段数で打ち切っても良い結果が得られる。
を参照しながら説明する。まず図3に示した回路におけ
るノードAについて検証を行う。このノードAの図面に
向かって左側にPMOSトランジスタTR1のドレイン
とNMOSトランジスタTR2のソースが接続されてい
る。これらのトランジスタがすべて同時に非導通になる
と仮定する。この仮定を検証してみると、これらトラン
ジスタのゲートが接続されていることから、同時に非導
通になることはないことが分かる。従って、矛盾がある
からノードAはZにならないノードであることが分か
る。
について検証を行う。このノードBの図面に向かって左
側にPMOSトランジスタTR1、TR2とNMOSト
ランジスタTR3、TR4が接続されている。これらの
トランジスタのうち、まず1段目の内側のトランジスタ
TR2とTR3がすべて同時に非導通になると仮定す
る。この仮定を検証してみると、クロックCKがインバ
ータIV1を経由してトランジスタTR2のゲートに、
また、クロックCKは直接トランジスタTR3のゲート
に入力されていることから、同時に非導通になる場合が
あることが分かる。従って、矛盾がないことがあるの
で、ノードBはZになり得るノードと認定する。次に、
検証の段数を広げて、すなわち、2段目のトランジスタ
であるトランジスタTR1、TR4も含めて検証する。
これらのトランジスタがすべて同時に非導通になると仮
定する。この仮定を検証してみると、トランジスタTR
1とトランジスタTR4は同時に非導通になる事はない
がトランジスタTR2とトランジスタTR3が同時に非
導通になる事があるため、ノードBはZになり得るノー
ドと認定する。これ以上段数を広げても矛盾があるとい
うことができない。この場合には、ノードBはZになる
ノードと認定し、次のノードの検証を行う。
について検証を行う。このノードCの図面に向かって左
側にPMOSトランジスタTR1のドレインとNMOS
トランジスタTR2のドレインが接続されている。これ
らのトランジスタがすべて同時に非導通になると仮定す
る。この仮定を検証してみると、クロックCKがインバ
ータIV1を経由してトランジスタTR1のゲートに、
また、クロックCKが直接トランジスタTR2のゲート
に入力されていることから、同時に非導通になる場合が
あることが分かる。従って、ノードCはZになり得るノ
ードであると認定する。次に、検証の段数を広げてみる
と、次段には、トランジスタTR1、TR2は共にイン
バータIV2に接続されていることから、これ以上段数
を広げても矛盾があるということができない。この場合
には、ノードCはZになるノードと認定し、次のノード
の検証を行う。
についての検証を行う。このノードDの図面に向かって
左側にPMOSトランジスタTR1、TR2、TR3と
NMOSトランジスタTR4、TR5、TR6が接続さ
れている。これらのトランジスタのうち、まず1段目の
内側のトランジスタTR3とTR4がすべて同時に非導
通になると仮定する。この仮定についての検証を行い、
同時に非導通になる場合があるかを検証する。この検証
で矛盾がない場合には、ノードDはZになり得るノード
と認定する。次に、検証の段数を広げて検証を行う。こ
こで、2段目のトランジスタであるトランジスタTR
2、TR5も含めて、トランジスタTR2、TR3、T
R4、TR5がすべて同時に非導通になると仮定する。
この仮定についての検証を行い、同時に非導通になる場
合があるかを検証する。この検証で矛盾がない場合に
は、ノードDはZになり得るノードと認定する。さら
に、検証の段数を広げて、TR1、TR6も含めて同様
に検証を行う。検証の段数を広げて電源・接地・入力信
号・出力信号等の特殊な属性を持つノードに辿り着くま
で行うようにしてもよい。
るまで行うことが検証を完全に行うという点で好ましい
が、多くの段数を検証すれば、それだけ処理のための時
間を必要とする。従って、段数を制限して検証を行うこ
とが好ましく、具体的には、2段若しくは3段で検証を
打ち切るようにしても、妥当性ある範囲で処理の高速性
を損なうことなく検証を行うことができる。
て方向絞り込みが可能なトランジスタをより多く認定す
ることができる。これにより、出力結果に含まれるフォ
ールスパスが少なく、処理時間を減少させることができ
るのである。
128で矛盾があると判断されたノードは非Z接点であ
ると認定し(ステップS126)、以下のステップで行
う方向絞り込みが可能なノードと認定する(ステップS
129)。以上の処理を、回路内のすべてのノードに対
して行う。
号の方向絞り込みステップS130について説明する。
本実施形態のトランジスタの信号の方向絞り込みの基本
原則を図7に示す。実施形態では、図12(a)から
(h)までの従来のトランジスタの信号の方向絞り込み
の規則に図7(i)と(j)に示す非Z節点に繋がるト
ランジスタの信号方向絞り込みの規則が加わっている。
図7(i)、図7(j)に示すようにトランジスタのソ
ースまたはドレインが非Z節点に接続されている場合
は、図12(e)、図12(f)に示す入力信号に接続
されているトランジスタの信号方向絞り込みと同様に、
非Z節点がハイ(電源端子に接続される)かロー(接地
される)のどちらかしかとり得ないため図7(i)、
(j)に示す矢印の向きに信号方向が決定される。
に於いては従来例と同様にこれらの規則を用いて、既に
方向が絞り込まれたトランジスターに接続されているト
ランジスターの方向を絞り込むことができる。
S140では、順序回路のブロックとして分割できる場
合にはその分割を行う。
ゴリズムは、従来例のパス探索のアルゴリズムと同じと
してもよいので、ここではその説明は省略する。
を基に実施形態例の手法について詳説する。図8に示す
回路を解析する。この回路は従来例にて説明した図13
に示すのと同じ回路である。従来手法の解析では、フォ
ールスパスを出力したが、実施形態の解析ではフォール
スパスは出力されない。
に非Z節点調査はすべてのノードに対して行なう必要が
あるが、ここでは一例としてノードRが非Z節点かどう
かを調べる。ノードRに注目するとこのノードにソース
またはドレインが接続されているトランジスタはPMO
Sトランジスタ1とNMOSトランジスタ2と伝送ゲー
ト1を構成するPMOSトランジスタ11とNMOSト
ランジスタ12である。これらの素子がすべて同時に非
導通になると仮定した場合、PMOSトランジスタ1と
NMOSトランジスタ2はゲートが同じ入力信号に繋が
れているから同時に非導通にはならず、明らかに矛盾し
ていることがわかる。よって、ノードRは非Z節点であ
る。通常インバータやNANDゲート、NORゲートや
複合ゲート等の出力は非Z節点である。以下、同様にし
て図8に示す回路では、ノードP,ノードQも非Z節点
であることがわかる。
7の(a)〜(h)の規則によりPMOSトランジスタ
1,3,5,6,9とNMOSトランジスタ2,4,
7,8,10,13が図8に示す矢印の向きに信号方向
が決定される。さらに、伝送ゲート(パストランジス
タ)1を構成するPMOSトランジスタ11とNMOS
トランジスタ12は非Z節点であるノードRに接続され
ているから図7の(i)と(j)の規則により図8に示
す矢印の向きに信号方向が決定される。これにより、図
8に示すすべてのトランジスタの信号方向が決定される
こととなる。
例と同様に入力信号INBがローからハイに変化した場
合についてパス探索を行なう。ノードQがローからハイ
に変化すると仮定し、その仮定が確かめられるまでは従
来例と同じなのでここでは省略する。ここで、従来例で
は伝送ゲート1を構成するPMOSトランジスタ11と
NMOSトランジスタ12の信号方向が決定されていな
いため、ノードRから出力信号OUT2に信号が伝わる
場合と、出力信号OUT2からノードRに信号が伝わる
場合が考えられたが、本実施形態では、既に伝送ゲート
1を構成するPMOSトランジスタ11ととNMOSト
ランジスタ12の信号方向が決定されているためノード
Rから出力信号OUT2に信号が伝わる場合しか考えら
れない。ここで、出力信号OUT2がローからハイに変
化すると仮定すると、逆方向探索によりノードRがハ
イ、入力信号INAがローとしてこの仮定が確かめられ
る。以上により、入力信号INBがローからハイに変化
した場合のパス探索が終了する。このパスは、フォール
スパスではなく回路動作上あり得るパスである。実際出
力されたテストベクトルによりタイミングシミュレーシ
ョンを行なうと、正しいロジックでこのパスが活性化さ
れる事がわかる。
による解析で得られたフォールスパスを出力することな
く、正しいパスを得ることができる。
を行なう。図9に示す回路図は、従来例にて説明した図
14と同じ回路である。まず、非Z節点調査を行なう。
上記で説明したようにインバータIV1とIV2の出力
であるノードN1とノードN2は非Z節点である。さら
に、ノードAに注目しこれにソースまたはドレインが繋
がる伝送ゲートPASS1〜5がすべて同時に非導通に
なると仮定する。ここで、PASS1とPASS2は、
信号SX,SYによりセレクターを構成しており、同時
に非導通になることはない。よってノードAは非Z節点
である。ノードN3、ノードN4、ノードN5について
はこの範囲の回路図だけからでは非Z節点であるとは言
えない。
信号方向付けの処理を図9を参照しながら説明する。従
来例と同様にインバータを構成しているトランジスタの
信号の方向付けがなされる。さらにノードN1が非Z節
点であるから伝送ゲートPASS1を構成しているPM
OSトランジスタ、NMOSトランジスタはそれぞれ図
9に示す矢印の向きに信号方向が決定される。同様にノ
ードN2が非Z節点であるから伝送ゲートPASS2を
構成しているPMOSトランジスタ、NMOSトランジ
スタもそれぞれ図9に示す矢印の向きに信号方向が決定
される。さらに、ノードAが非Z節点であるから伝送ゲ
ートPASS3、PSS4、PARR5を構成している
PMOSトランジスタ、NMOSトランジスタもそれぞ
れ図9に示す矢印の向きに信号方向が決定される。ここ
で、ノードN1もノードAも非Z節点であるから伝送ゲ
ートPASS1を構成するPMOSトランジスタとNM
OSトランジスタの信号方向を絞り込む事ができなくな
ることが考えられるが、インバータやNANDゲート、
NORゲートや複合ゲート等の出力の非Z節点は、それ
以外の非Z節点よりトランジスタの信号方向絞り込みの
優先順位が高いと定義しておけば上記のようにトランジ
スタの信号方向を正しく絞り込むことができる。これに
より、図9に示すすべてのトランジスタの信号方向が決
定される。
送ゲートを構成しているトランジスタの信号方向が正し
く絞り込まれているため、従来例による解析で生じてい
た図14の波線で示すような回路動作上あり得ないパス
を考える必要がなくなり、処理時間が大幅に短縮され
る。またフォールスパスの出力も低減される。
間が大幅に短縮されフォールスパスの出力も低減され
る。これにより、処理時間を大幅に短縮することがで
き、回路上のクリティカルパスを容易に発見できるため
設計期間の短縮や設計の効率を向上させることができ
る。
なパス探索のアルゴリズムに依存せず、トランジスタレ
ベルで解析を行なうすべてのスタティックタイミング解
析装置について同様に行なうことができる。
ば、出力結果に含まれるフォールスパスが少なく、処理
時間を減少させることのできるスタティックタイミング
解析装置及びその方法を提供することができる。
の実施形態のを示すフローチャートである。
S120の処理を示すフローチャートである。
ある。
ある。
ある。
ある。
みの規則を示した図である。
ト回路)である。
ルシフタ)である。
概略的構成を示した図である。
示すフローチャートである。
の規則を示した図である。
回路)である。
シフタ)である。
法を示したフローチャートである。
Claims (10)
- 【請求項1】 トランジスタの接続情報によりクリティ
カルパスとなりうる経路を出力する集積回路のスタティ
ックタイミング解析装置において、 トランジスタレベルの接続情報を入力し、解析のための
内部データ構造を構築するネットリスト入力手段と、 前記内部データ構造から各ノードがハイインピーダンス
となり得るか否かの期待値を調べる期待値調査手段と、 得られた期待値に基づき、ハイインピーダンスとなり得
ないと判定されたノードを電源又は接地と見なして信号
方向を決定することで、トランジスタの信号方向の絞り
込みを行う信号方向絞り込み手段と、 順序回路を組み合わせ回路のみで構成される単位に分割
する分割手段と、 分割された単位毎に、前記絞り込まれた信号方向に基づ
いてパス検索を行うパス検索手段と、 得られた結果を出力する出力手段と、 を備えることを特徴とするスタティックタイミング解析
装置。 - 【請求項2】 前記期待値調査手段は、 所定のノードにソースまたはドレインが繋がる全ての素
子を探す素子探索手段と、 この探索された素子が全て同時に非導通になると仮定し
た場合に矛盾があるか否かを判定する矛盾判定手段と、 この判定により矛盾があると認定されたノードを方向絞
り込みが可能なノードであると認定する方向絞り込みノ
ード認定手段と、 を備えることを特徴とする請求項1記載のスタティック
タイミング解析装置。 - 【請求項3】 前記矛盾判定手段は、 前記探索された素子が全て同時に非導通になると仮定し
た場合に矛盾がないと判定されたノードに対して、さら
に検証の段数を広げて矛盾があるか否かの判定を行うこ
とを特徴とする請求項2記載のスタティックタイミング
解析装置。 - 【請求項4】 前記矛盾判定手段は、 さらに検証の段数を広げて矛盾があるか否かの判定を行
う際に、2段若しくは3段で検証を打ち切ることを特徴
とする請求項3記載のスタティックタイミング解析装
置。 - 【請求項5】 前記信号方向絞り込み手段は、 該当するトランジスタに対し、ハイインピーダンスとな
らないノードからの信号のみに限定して方向を絞り込む
こと含むことを特徴とする請求項1記載のスタティック
タイミング解析装置。 - 【請求項6】 コンピュータを用いて、トランジスタの
接続情報によりクリティカルパスとなりうる経路を出力
する集積回路のスタティックタイミング解析方法におい
て、 コンピュータが、トランジスタレベルの接続情報を用い
て、解析のための内部データ構造を構築するネットリス
ト入力ステップと、 コンピュータが、前記内部データ構造から各ノードがハ
イインピーダンスとなりうるか否かの期待値を調べる期
待値処調査ステップと、 コンピュータが、得られた期待値に基づき、ハイインピ
ーダンスとなり得ないと判定されたノードを電源又は接
地と見なして信号方向を決定することで、トランジスタ
の信号方向の絞り込みを行う信号方向絞り込みステップ
と、 コンピュータが、順序回路を組み合わせ回路のみで構成
される単位に分割する分割ステップと、 コンピュータが、分割された単位毎に、前記絞り込まれ
た信号方向に基づいてパス検索を行うパス検索ステップ
と、 コンピュータが、得られた結果を出力する出力ステップ
と、 を含むことを特徴とするスタティックタイミング解析方
法。 - 【請求項7】 前記期待値調査ステップは、 コンピュータが、所定のノードにソースまたはドレイン
が繋がる全ての素子を探す素子探索ステップと、 コンピュータが、この探索された素子が全て同時に非導
通になると仮定した場合に矛盾があるか否かを判定する
矛盾判定ステップと、 コンピュータが、この判定により矛盾があると認定され
たノードを方向絞り込みが可能なノードであると認定す
る方向絞り込みノード認定ステップと、 を含むことを特徴とする請求項6記載のスタティックタ
イミング解析方法。 - 【請求項8】 前記矛盾判定ステップは、 前記探索された素子が全て同時に非導通になると仮定し
た場合に矛盾ないと判定されたノードに対して、さらに
検証の段数を広げて矛盾があるか否かの判定を行うこと
を特徴とする請求項7記載のスタティックタイミング解
析方法。 - 【請求項9】 前記矛盾判定ステップは、 さらに検証の段数を広げて矛盾があるか否かの判定を行
う際に、2段若しくは3段で検証を打ち切ることを特徴
とする請求項8記載のスタティックタイミング解析方
法。 - 【請求項10】 前記信号方向絞り込みステップは、 該当するトランジスタに対し、ハイインピーダンスとな
らないノードからの信号のみに限定して方向を絞り込む
ことを含むことを特徴とする請求項6記載のスタティッ
クタイミング解析方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11660196A JP3246865B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | スタティックタイミング解析装置及びその方法 |
US08/853,908 US5966521A (en) | 1996-05-10 | 1997-05-09 | System and method for analyzing static timing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11660196A JP3246865B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | スタティックタイミング解析装置及びその方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09305638A JPH09305638A (ja) | 1997-11-28 |
JP3246865B2 true JP3246865B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=14691204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11660196A Expired - Fee Related JP3246865B2 (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | スタティックタイミング解析装置及びその方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5966521A (ja) |
JP (1) | JP3246865B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2917969B2 (ja) * | 1997-06-06 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 論理等価性検証方法および論理等価性検証装置 |
US6367062B1 (en) | 1999-02-18 | 2002-04-02 | Hewlett-Packard Company | System and method for detecting an excessive number of series-connected pass FETs |
US6701290B1 (en) * | 1999-02-18 | 2004-03-02 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for evaluating the design quality of network nodes |
US6279143B1 (en) * | 1999-03-23 | 2001-08-21 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for generating a database which is used for determining the design quality of network nodes |
US6449578B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-09-10 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for determining the RC delays of a network of an integrated circuit |
JP2001076020A (ja) * | 1999-09-02 | 2001-03-23 | Fujitsu Ltd | 活性化パスシミュレーション装置及び活性化パスシミュレーション方法 |
US6654937B1 (en) * | 2000-08-10 | 2003-11-25 | International Business Machines Corporation | Register file timing using static timing tools |
US6611949B2 (en) | 2001-11-08 | 2003-08-26 | Sun Microsystems, Inc. | Path filtering for latch-based systems |
US20040153277A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-05 | Pengfei Zhang | Analytical parasitic constraints generation technique |
US7451412B2 (en) * | 2005-08-04 | 2008-11-11 | Synopsys, Inc. | Speeding up timing analysis by reusing delays computed for isomorphic subcircuits |
KR101288970B1 (ko) * | 2006-11-28 | 2013-07-24 | 삼성전자주식회사 | 렌더링 장치 및 방법 |
US7650581B2 (en) * | 2007-05-15 | 2010-01-19 | Atrenta, Inc. | Method for modeling and verifying timing exceptions |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5355321A (en) * | 1992-06-12 | 1994-10-11 | Digital Equipment Corporation | Static timing verification |
US5648909A (en) * | 1992-06-12 | 1997-07-15 | Digital Equipment Corporation | Static timing verification in the presence of logically false paths |
DE69533567T2 (de) * | 1994-08-09 | 2005-11-24 | Sun Microsystems, Inc., Mountain View | Vorrichtung und Verfahren zum Auffinden von False-Timing-Paths in digitalen Schaltkreisen |
US5650938A (en) * | 1995-12-13 | 1997-07-22 | Synopsys, Inc. | Method and apparatus for verifying asynchronous circuits using static timing analysis and dynamic functional simulation |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP11660196A patent/JP3246865B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-09 US US08/853,908 patent/US5966521A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Mototaka Kuribayashi,外4名,"Static timing analyzer with source/drainidentification by non−Z procdure",ISCAS,IEEE,平成8年5月12日,Vol.4,p.791−793 |
Norman P.Jouppi,"TV:An nMOS Timing Analyzer",Tird Caltech Conference on Very Large Scale Integration,昭和58年,p.71−85 |
栗林元隆,"半導体集積回路のタイミング解析方法",東芝技術公開集,平成8年12月5日,Vol.14,No.65,p.125−126 |
竹内秀輝,外1名,"トランジスタ信号方向の決定方法",東芝技術公開集,平成8年6月10日,Vol.14,No.31,p.141−144 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5966521A (en) | 1999-10-12 |
JPH09305638A (ja) | 1997-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7162706B2 (en) | Method for analyzing and validating clock integration properties in circuit systems | |
JP3246865B2 (ja) | スタティックタイミング解析装置及びその方法 | |
US6931611B2 (en) | Design verification system for avoiding false failures and method therefor | |
US6360352B2 (en) | Digital circuit layout techniques | |
JP2000132417A (ja) | Xリストに基づく多重エラ―及び故障を診断する方法並びにシステム | |
US20030188268A1 (en) | Low Vt transistor substitution in a semiconductor device | |
Cherry | Pearl: A CMOS timing analyzer | |
JP2006012134A (ja) | 不変性を検査する方法、論理装置及びシステム | |
JP2001022820A (ja) | 順序回路の検証方法 | |
US20010049802A1 (en) | Fault analyzing system, method for pursuing fault origin and information storage medium for storing computer program representative of the method | |
US6782514B2 (en) | Context-sensitive constraint driven uniquification and characterization of standard cells | |
KR19990023953A (ko) | 테스트용이화 설계방법과 장치, 정보기억매체 및 집적회로장치 | |
US7100142B2 (en) | Method and apparatus for creating a mask-programmable architecture from standard cells | |
JP3272915B2 (ja) | スタティックタイミング解析装置 | |
JP2021128117A (ja) | 故障診断装置および故障診断方法 | |
US8904318B1 (en) | Method and apparatus for performing optimization using don't care states | |
US7412677B1 (en) | Detecting reducible registers | |
US7398424B2 (en) | False path detection program | |
US6877040B1 (en) | Method and apparatus for testing routability | |
US8037337B2 (en) | Structures including circuits for noise reduction in digital systems | |
US7120829B2 (en) | Failure propagation path estimate system | |
US7925950B2 (en) | Implementing enhanced array access time tracking with logic built in self test of dynamic memory and random logic | |
US6606733B2 (en) | Method and system for finding static NAND and NOR gates within a circuit and identifying the constituent FETs each gate | |
US7100125B2 (en) | Aggressor classification method for analyzing crosstalk of circuit | |
US7149663B1 (en) | Method and apparatus for restructuring a binary decision diagram |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071102 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081102 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081102 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091102 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |