JP3329323B2 - 波形なまり検証方法及び波形なまり検証装置 - Google Patents
波形なまり検証方法及び波形なまり検証装置Info
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Description
法に関し、特に、クロック信号幅とこれがなまった波形
なまりとの大小の関係によりそのなまりの適正・不適正
を検証する波形なまり検証方法及び波形なまり検証装置
に関する。
回路内で共通する共通信号が用いられる。共通信号とし
て、クロック(信号)、セット(信号)、リセット(信
号)のような時刻信号がある。クロック信号は、回路内
を伝播する間にその回路の中の多くの素子から物理的影
響を受けてなまりが生じる。一方、回路内を伝播するデ
ータ信号は、入力点から入力され到達点に到達するまで
に、論理素子の遅延、配線容量の影響を受けて遅延す
る。ラッチ回路は一般的にクロックの立ち上がり又は立
ち下がりタイミングでデータ信号をラッチする。例え
ば、ラッチタイミングの直前でラッチしようとしていた
データの論理値が変化するデータ信号をラッチ回路にお
いてラッチする場合は、最もタイミングが厳しいラッチ
条件となる。このような条件下では、波形なまりが大き
過ぎる場合、そのクロックは遅延して到着するデータ信
号であったとしても、ラッチすることができなくなる。
タイミング検証(例示:特開平9−179888号)に
次いで、ラッチのために現実に用いられるなまり波形と
なまりがない波形の幅との関係が検証されることが重要
である。遅延して伝播するクロックの到達時刻と他の信
号の到達時刻が同時的であれば、遅延はコンピュータの
動作にとって何ら支障にならないが、波形なまりが大き
くて、閾値電圧を越えない場合、論理素子、論理セルの
動作は誤動作してしまう。
るクロックの関係を示している。実線波形は、なまりが
全くない理想的なクロック波形を示している。理想的な
波形の立上がり(ライズ)時刻又はその立下がり(フォ
ール)時刻が、データをラッチする時刻として用いられ
る。点線波形は、この理想的なクロック波形がなまった
場合の信号波形を示している。閾値電圧が、1点鎖線で
示されている。その閾値vtを越える波形点Pがデータ
信号を捕捉することができる設計時刻を越えると、つま
り、データをラッチするタイミングがずれると、正しい
データ信号波形がラッチに記憶されず、その設計による
回路はその動作を誤る。立ち上がり開始時刻から波形点
までの遅延時間が、波形なまり(物理的次元は時間)と
して定義されている。
ために用いられる公知のシミュレータは、図7に示され
る波形なまりのライブラリを備えている。図8は、容
量、周辺の抵抗Rが段階的に変更された2変数関数で表
される論理セルのような単位セルに関してライブラリに
蓄積されている有限個の波形なまりを示している。動作
閾値の基準値が設定されると、キャラクタライズされ
て、なまり波形A,B,Cによるラッチ時刻は、それぞ
れに時刻t1,t2,t3であることが判定される。ラ
イブラリは、図7に示されるように、複数のセルに関し
てセルの入力端子の負荷である(Cj,Rk)の組と対
応させて、波形なまりにより基準閾値を越えるまでの遅
延時間が規定値として記憶されている。そのライブラリ
には、最大波形なまりがその回路で許容できる限界のワ
ースト値として記憶されている。
うに、ネットリスト101と遅延計算機102と、波形
なまり情報ファイル103と、判定装置104とから構
成されている。波形なまりは、慣用の波形なまり計算式
により求められる。ライブラリ105に規定されている
該当セルのワースト値よりも計算される波形なまりが大
きい場合、そのセルを用いる回路は誤動作すると判定さ
れる。公知装置は、周波数に依存しないで各セルが持つ
固有のワースト波形なまり値を基準としてエラー判定を
行っている。
なまりと遅延量が変動する。波形のなまりは、信号の遅
延と独立ではない。なまりと遅延の関係が考慮されてい
ない公知のシミュレータで用いられるライブラリの規定
値は、動作周波数が異なり波形が異なれば、そのままで
は利用され得なくなる。遅延となまりの相関が考慮され
た波形なまりの適正・不適正の検証方法の確立が望まれ
る。
なまりに相関的である遅延が考慮された時刻信号と波形
なまりの関係の適正・不適正を検証する検証方法を確立
することができる波形なまり検証方法及び波形なまり検
証装置を提供することにある。
り検証装置は、ネットリストと、そのネットリストが持
つ回路の2地点間で伝達される時刻信号の到達点で生じ
る波形なまりを計算する計算手段と、到達点に到達する
時刻信号のパルス幅を遅延を考慮して規定する遅延情報
ファイルと、パルス幅と波形なまりとの大小関係を判定
する判定部とを含む。更に、その判定に基づいて波形な
まりの適正値を計算する計算手段と、適正値になるよう
に回路部分の変更を指示する制約を出力する制約手段が
付加され、なまりを適正な範囲に納めることができる。
波形なまり検証方法の実施の形態は、ネットリストがシ
ミュレータとともに設けられている。そのシミュレータ
1は、図1に示されるように、ネットリスト2から情報
を受け取って、波形なまりの適正・不適正をシミュレー
トする。ネットリスト2には、論理演算回路を形成する
論理セルの接続情報がリストアップされている。ネット
リスト2には、特に、その論理演算回路の基準になる始
点端子から任意の論理セルの入力端子までの全ての接続
関係が記述されている。
れている。ネットリスト2が備える接続関係と論理セル
の物理情報が遅延計算機3に入力される。遅延計算機
は、ネットリスト中の全ての論理セルの入力端子からそ
れの出力端子までの遅延と全てのネット(信号線)に対
して出力端子から次段の入力端子までの遅延、全ての論
理セルに入力される波形なまりを計算する。
形なまり情報ファイル5に接続している。遅延計算機3
が計算した遅延と波形なまりとは、それぞれに遅延情報
ファイル4と情報ファイル5にファイルされる。遅延と
波形なまりとクロック情報が、判定部7に入力される。
クロック情報は、適正な波形なまりの許容値を制約する
制約装置に保持されている。遅延が含まれるパルス幅と
波形なまりの2つの情報から、設計仕様の適正・不適正
が判断される。: 波形なまり>=パルス幅・・・不適 波形なまり<パルス幅・・・適正
ていないクロック波形であると共にラッチすべき信号
(ハイパルス部分)であると仮定する。クロックの立ち
上がりでこのハイパルスをラッチする場合、普通はデー
タセットアップタイムをとるので、ハイパルスよりもク
ロックの立ち上がりは遅くする。しかし、ここでは、ク
ロックのなまりを問題としているので、なまりにとって
緩やかな判断が行われ得るように、ハイパルスの立ち上
がりがクロックの立ち上がりと同じであると仮定する。
クロックの立ち上がりがなまって、P点に達してしまう
と、もはや実線のハイパルス部分を過ぎているので、ラ
ッチされる信号はローパルス部分になり、誤ったデータ
をラッチすることになる。本発明は、このような条件
で、クロック波形なまりの良・不良を判断している。つ
まり、パルス幅を越えてしまうような波形なまりを不良
と判断する。
と立ち下がりに関する時刻情報を有している。波形なま
りは、慣用の波形なまり表現式から求められる。クロッ
ク信号の立上りとその立下りが、ツールに入力される。
入力されるクロック信号の立上りとその立下りは、それ
ぞれに、ジッタ(ずれ)が見込まれている。次のように
定義される。 ClkRiseMax:クロック立上り最大時刻(ツールに入力さ
れる目標仕様値) ClkRiseMin:クロック立上り最小時刻(ツールに入力さ
れる目標仕様値) ClkFallMax:クロック立下り最大時刻(ツールに入力さ
れる目標仕様値) ClkRiseMin:クロック立下り最小時刻(ツールに入力さ
れる目標仕様値)
ClkRiseMinとClkFallMaxとClkRiseMinとを示している。
クロックは、立ち上がり時の最大時刻であるClkRiseMax
と立ち上がり時の最小時刻であるClkRiseMinとの間にず
れ(ジッタ)6が生じることを回避することができな
い。クロックは、立ち下がり時の最大時刻であるClkFal
lMaxと立ち上がり時の最小時刻であるClkRiseMinとの間
にずれ7が生じることを回避することができない。
ぞれに論理セルまでの信号の遅延を計算する。各論理セ
ルの遅延は、予め求められており、遅延情報ファイル4
に定義されている。互いに接続された論理セルの連鎖の
遅延は、各論理セルの遅延量の合計である。遅延量の誤
差は、予め設定されている。下記遅延量が定義される。 TpdRiseWorst:始点端子から着目している入力端子がRi
seとなるパスの遅延値の内の最大値 TpdRiseBest:始点端子から着目している入力端子がRis
eとなるパスの遅延値の内の最小値 TpdFallWorst:始点端子から着目している入力端子がFa
llとなるパスの遅延値の内の最大値 TpdFallBest:始点端子から着目している入力端子がFal
lとなるパスの遅延値の内の最小値
クロック信号のRiseとFallに関して、下記の4
つの量が定義される。 Rise最大時刻=ClkRiseMax+TpdRiseWorst Rise最小時刻=ClkRiseMin+TpdRiseBest Fall最大時刻=ClkFallMax+TpdFallWorst Fall最小時刻=ClkFallMin+TpdFallBest
なる幅HighPulseとクロック信号のLowの部分が最も
狭くなる幅Lowpulseは、図3に示されるように、下記式
で定義される。 HighPuls=Fall最小時刻−Rise最大時刻 Lowpulse=Rise最小時刻+Period−Fall最大時刻 ここで現れるPeriodは、始点から着目している入力端子
までの間にFFのクロック端子がない場合について定義
され、クロックの1周期に相当している。始点から着目
している入力端子までの間にn個(nは自然数)のFF
のクロック端子がある場合のPeriod’は、{Period×2
の(n−1)乗}であり、上式で定義されるFall最大時
刻とFall最小時刻は、次式で表される定義に修正され
る。 Fall最大時刻=ClkFallMax+TpdFallWorst+Period Fall最小時刻=ClkFallMin+TpdFallBest+Period
として合理的である。 HighPulse<=TrfRise ならば不適正 Lowpulse<TrfFallならば不適正 ここで、 TrfRise:入力端子がRiseに遷移する時の波形なまり
(計算値) TrfFall:入力端子がFallに遷移する時の波形なまり
(計算値)
取り入れられた周波数依存の最小パルス幅が、遅延に相
関的である波形なまりより小さくなければ、その設計は
適正である。
証対象の回路について検証範囲を抽出するためのステッ
プを示している。検証対象回路に外部から信号が入力さ
れる入力端子は、クロック端子であるか始点入力端子で
あるかそれ以外の端子であるかが判断される(ステップ
S1,2)。始点端子から出力方向にある検証対象端子
が探索される(ステップS3)。始点端子から出力され
る信号が回路中で伝達される伝達先の端子の属性が判断
される(ステップS4)。その属性は、入力端子である
か又は出力端子であるかである。検証対象は、入力端子
である。始点から各入力端子までの遅延となまりが計算
されることになる。
ことを示す検証対象フラグが立てられる(ステップS
5)。その入力端子が検証対象回路の外部に信号を出力
する外部出力端子であれば、それは検証対象から除外さ
れる。即ち、検証対象フラグが立てられた入力端子が外
部出力端子であれば、始点とされた外部入力端子からト
レース中にステップ5で立てられたフラッグはクリアさ
れる(ステップS6)。
ジスタの入力端子であるかどうかが判断される(ステッ
プS7)。それがレジスタの入力端子であれば(ステッ
プS8)、その属性が判断される。その属性とは、デー
タの入力端子、セット信号の入力端子、リセット信号の
入力端子、又は、クロックの入力端子である。それがク
ロックの入力端子であれば、それがクロックに関する検
証対象端子である。セット信号とリセット信号は検証対
象から除外されないが(ステップS9,ステップS
1)、データ信号は検証対象から除外される(ステップ
S9,ステップS7)。
いる。1つの始点端子が順次に選択され(ステップS1
1)、それが既述のステップS5でフラッグが立てられ
た検証対象端子であれば(ステップS12)、後続(出
力方向)の接続先の端子の属性が判断され(ステップS
13,14)、それが検証対象端子であればステップは
検証ステップS16,17に進む。ステップS13は、
全ての端子に関して実行される。ステップS16の計算
とステップS17の適正・不適正(OK/NG)判定
は、既述の通りである。
号の定義されたパルス幅との比較が、各論理セルの入力
端子で実行される。
形なまり検証装置は、周波数に依存するパルス幅と波形
なまりとの相関が考慮されて判定されて波形なまりの適
正さが判定され、回路上の任意の地点での遅延がラッチ
誤りを起こさない回路が自動的に確認され、更に、もし
ラッチ誤りを起こす可能性があればその波形なまり量を
適正範囲内に修正することができる。
すシステム図である。
グラフである。
ローチャートである。
る。
グラフである。
ライブラリを示す表である。
ある。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 クロック信号によるラッチタイミングで
ラッチすべきパルス信号を論理セルへラッチすることが
できるか否かを検証する波形なまり検証装置であり、ネ
ットリストと、前記ネットリストが持つ回路の2地点間
で伝達されるクロック信号のうちで前記論理セルに入力
される前記クロック信号の信号レベルの遷移開始時刻か
ら所定の閾値電圧までの第1遅延時間である波形なまり
値と前記パルス信号の始点端子から前記論理セルまでの
第2遅延時間とを計算する遅延計算機と、前記波形なま
り値と前記第2遅延時間とをファイルする情報ファイル
と、 前記情報ファイルにファイルした前記第2遅延時
間を用いて前記パルス信号の最小パルス幅を計算により
求め、前記最小パルス幅と前記波形なまり値との大小関
係を判定する判定部とを含む波形なまり検証装置。 - 【請求項2】 請求項2において、前記判定に基づいて
前記波形なまり値が前記最小パルス幅より小さい適正値
になるように回路部分の変更を指示する制約を出力する
制約手段を更に含む波形なまり検証装置。
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Family Applications (1)
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