JP3558514B2 - Recording medium recording signal delay analysis program in LSI design - Google Patents

Recording medium recording signal delay analysis program in LSI design Download PDF

Info

Publication number
JP3558514B2
JP3558514B2 JP33974597A JP33974597A JP3558514B2 JP 3558514 B2 JP3558514 B2 JP 3558514B2 JP 33974597 A JP33974597 A JP 33974597A JP 33974597 A JP33974597 A JP 33974597A JP 3558514 B2 JP3558514 B2 JP 3558514B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitance
node
recording medium
value
ground
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
Application number
JP33974597A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11175571A (en
Inventor
香津生 都筑
昌彦 豊永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP33974597A priority Critical patent/JP3558514B2/en
Publication of JPH11175571A publication Critical patent/JPH11175571A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3558514B2 publication Critical patent/JP3558514B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、LSI(Large-Scale Integrated Circuit:大規模集積回路)の設計における信号遅延解析方法に関するものであり、特にレイアウト設計後のLSI中の配線におけるクロストークを考慮した正確な信号伝搬遅延時間を求めるための方法を実行するためのプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
LSIのレイアウト設計後のタイミング検証段階では、各ノードの信号伝搬遅延時間が所定の遅延仕様を満たすか否かが調べられる。LSIの高速化、プロセス技術のディープサブミクロン化が進んだ現状では、配線の各々に寄生する配線抵抗及び配線容量のみならず配線間容量をも考慮した正確な配線遅延を把握する必要が生じている。
【0003】
J. Congは、”Modeling and Layout Optimization of VLSI Devices and Interconnects In Deep Submicron Design”, Proceedings of ASP−DAC ’97, pp.121−126の中で、配線抵抗及び配線容量からなるRCネットワークの信号遅延解析方法として、Elmore遅延モデルを用いた方法や、AWE(Asymptotic Waveform Evaluation)法を紹介している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
配線の間隔が小さくなると、配線間容量に起因したクロストークが顕著になる。ところが、上記従来の信号遅延解析方法はいずれも配線間容量を含まない遅延モデルを前提としたものであったので、解析結果の信頼性が低下してきた。一方、LSI中の各ノードにおける電圧と電流とを微小な指定時間単位で逐一計算を行う回路シミュレーションを実行していたのでは、実用的な時間内に解析結果を得ることができない。
【0005】
本発明の目的は、LSI中の配線におけるクロストークを考慮した正確な信号伝搬遅延時間を短時間で求めることができる信号遅延解析方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、解析対象回路の各ノードの初期遅延値を用いて、該解析対象回路の中の配線間容量を対地可変容量に置換するステップと、該対地可変容量を含む解析対象回路の各ノードの遅延時間を計算するステップとを備えることとした。ここに、対地可変容量は時間関数で表現された容量値を有するものである。
【0007】
上記各ノードの遅延初期値は、様々な方法で求めることができる。第1には、解析対象回路の中の配線間容量を対地固定容量に置換し、該対地固定容量を含む解析対象回路の各ノードの遅延時間を計算し、該計算で得られた各ノードの遅延時間を上記各ノードの初期遅延値として採用する。ここに、対地固定容量の容量値は、配線間容量と等しい容量値、あるいは配線間容量より大きい容量値を採用することができる。第2には、解析対象回路の中の配線間容量を除去し、該配線間容量が除去された解析対象回路の各ノードの遅延時間を計算し、該計算で得られた各ノードの遅延時間を上記各ノードの初期遅延値として採用する。第3には、上記各ノードの初期遅延値を計算で求めるのではなく入力する方法である。
【0008】
反復計算によって解析結果の精度を高めるためには、いずれかのノードの計算された遅延時間が該ノードの元の遅延値から大きく変化した場合には、計算された遅延時間を新たな初期遅延値として用いて対地可変容量の時間関数を更新することとする。
【0009】
非常に短時間で解析結果を得るためには、配線間容量が接続されていたノード(クロストークノード)の計算された遅延時間が該ノードの元の遅延値から大きく変化した場合には、該ノードの対地可変容量の容量値を配線間容量より大きい容量値に固定したうえ、解析対象回路の各ノードの遅延時間を再計算することとする。
【0010】
本発明によれば、LSIの設計における信号遅延解析のためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。このプログラムは、コンピュータを、解析対象回路の各ノードの初期遅延値を用いて該解析対象回路の中の配線間容量を対地可変容量に置換するための手段、及び、該対地可変容量を含む解析対象回路の各ノードの遅延時間を計算するための手段として機能させるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係る信号遅延解析方法の一例を示している。以下、図2に示す解析対象回路の具体例を用いて、図1中のステップS101〜S107を1ステップごとに説明する。図2において、FF1〜FF3は各々フリップフロップ、SC10〜SC31は各々スタンダードセルで構成された論理ゲート、W〜Wは各々配線である。フリップフロップFF1と論理ゲートSC11との間には論理ゲートSC10が介在し、フリップフロップFF2と論理ゲートSC21との間には論理ゲートSC20が介在するものとする。したがって、フリップフロップFF1の出力信号は配線Wを介して論理ゲートSC10へ、該論理ゲートSC10の出力信号は配線Wを介して論理ゲートSC11へ、フリップフロップFF2の出力信号は配線Wを介して論理ゲートSC20へ、該論理ゲートSC20の出力信号は配線Wを介して論理ゲートSC21へ、フリップフロップFF3の出力信号は配線Wを介して論理ゲートSC31へそれぞれ供給される。配線Wと配線Wとはクロストーク部分X24で互いに隣接し、配線Wと配線Wとはクロストーク部分X45で互いに隣接するものとする。
【0012】
ステップS101では、ネットリストとともに配線のRCネットワークを入力する。図3は、配線間のクロストークを考慮した図2の等価回路を示している。配線Wは配線抵抗R及び配線容量Cにより、配線Wは配線抵抗R及び配線容量Cにより、配線Wは配線抵抗R及び配線容量Cにより、配線Wは配線抵抗R及び配線容量Cにより、配線Wは配線抵抗R及び配線容量Cにより、クロストーク部分X24は配線間容量Cx24により、クロストーク部分X45は配線間容量Cx45によりそれぞれ表現される。図3において、NはフリップフロップFF1の出力ノードを、Nは論理ゲートSC10の出力ノードを、NはフリップフロップFF2の出力ノードを、Nは論理ゲートSC20の出力ノードを、NはフリップフロップFF3の出力ノードを、Nd1は論理ゲートSC10の入力ノードを、Nd2は論理ゲートSC11の入力ノードを、Nd3は論理ゲートSC20の入力ノードを、Nd4は論理ゲートSC21の入力ノードを、Nd5は論理ゲートSC31の入力ノードをそれぞれ表している。このうち、3個のノードNd2,Nd4及びNd5が、配線間容量の接続を有するクロストークノードである。
【0013】
ステップS102では、配線間容量を除去し、あるいは配線間容量を対地固定容量に置き換える。図4は、図3中の配線間容量Cx24を、各々これと等しい容量値を有する2個の対地固定容量に置換し、かつ配線間容量Cx45を、各々これと等しい容量値を有する2個の対地固定容量に置換して得られたものである。
【0014】
ステップS103では、図4中の10個のノードの各々の遅延時間を計算する。図4は配線間容量を含まない遅延モデルを表しているので、上記従来の信号遅延解析方法のいずれかを適用して計算を実行できる。各ノードの遅延時間は、3個のフリップフロップFF1〜FF3への共通のクロック信号の遷移時刻を基準として表現される。
【0015】
ステップS104では、対地容量関数を生成する。図5は、図3中の配線間容量Cx24を、各々時間関数で表現された容量値を有する2個の対地可変容量Cy24(t)及びCy42(t)に置換し、かつ配線間容量Cx45を、各々時間関数で表現された容量値を有する2個の対地固定容量Cy45(t)及びCy54(t)に置換して得られたものである。ここに、tは時間を表す変数であり、上記時間関数を対地容量関数という。
【0016】
ここで、対地容量関数の求め方について説明する。図6は、図3中の一部の回路を抜き出し、かつ一般化して得られた回路CIR1を示している。図6において、R及びRは配線抵抗を、C及びCは配線容量を、Cxijは配線間容量を、N,N,Ndi及びNdjはノードをそれぞれ表している。ここで、ノードNdiの電圧を時間関数V(t)で表し、かつノードNdjの電圧を時間関数V(t)で表す。また、4個のノードN,N,Ndi及びNdjの各々の信号伝搬遅延時間をt,t,tdi及びtdjとする。図7は、図6中の配線間容量Cxijを2個の対地可変容量Cyij(t)及びCyji(t)に置換して得られた回路CIR2を示している。図7の回路CIR2が図6の回路CIR1と全く同じステップ応答をするように時間関数Cyij(t)及びCyji(t)を決定すると、下記の数式1及び2のとおりである。ここに、Knobij(t)は下記の数式3〜6で定義される瘤関数であり、T≦0ならばKnobij(T)=0である。
【0017】
【数1】

Figure 0003558514
【0018】
【数2】
Figure 0003558514
【0019】
【数3】
Figure 0003558514
【0020】
【数4】
Figure 0003558514
【0021】
【数5】
Figure 0003558514
【0022】
【数6】
Figure 0003558514
【0023】
なお、数式1は、V(0)=V(0)=0を初期条件とし、時刻t=tにおいてノードNの電圧が0から1へ変化し、かつ時刻t=tにおいてノードNの電圧が1から0へ変化するというステップ入力条件のもとで得られたものである。数式2は、数式1の中の添字iと添字jとを交換して得られる。
【0024】
図5に示された4個の対地容量関数Cy24(t),Cy42(t),Cy45(t)及びCy54(t)は、上記の数式1〜6により定義される。具体的に説明すると、対地容量関数Cy24(t)及びCy42(t)は各々数式1及び2においてi=2かつj=4として得られ、対地容量関数Cy45(t)及びCy54(t)は各々数式1及び2においてi=4かつj=5として得られる。
【0025】
さて、ステップS105では、上記従来の信号遅延解析方法のいずれかを適用して、図5中の各ノードの遅延時間を計算する。この際、ノードN(N=N,N,N,N,N,Nd1,Nd2,Nd3,Nd4,Nd5)の計算には、対地容量関数値Cy24(t),Cy42(t),Cy45(t)及びCy54(t)が使用される。ここに、tは、図4の回路に基づいてステップS103で計算されたノードNの初期遅延値である。すなわち、図4に基づいて計算された大まかな遅延値を用いて、対地容量関数を利用したより正確な遅延時間の値を求めるのである。ただし、各ノードの初期遅延値を計算で求めるのではなくて、これを外部から入力するようにしてもよい。
【0026】
ステップS106では、各ノードの遅延時間の変化を調べる。ステップS105で計算された各ノードの遅延時間のうちのいずれかのノードの遅延時間が該ノードの元の遅延値(ステップS103で計算された遅延時間)に比べて基準値ΔTrより大きく変化した場合には、クロストークの影響が対地容量関数に十分には反映されていないため、ステップS104へ戻る。すなわち、ステップS105で計算された遅延時間を新たな初期遅延値として用いて、各対地可変容量の時間関数を更新する。そして、遅延時間の計算結果が所定の誤差範囲内に収束するまで、ステップS104からステップS106までの処理を繰り返す。
【0027】
計算結果が収束すると、ステップS107で各ノードの遅延時間を出力する。上記のようにして反復計算で得られた正確な遅延時間を用いてタイミング検証が実行されるので、遅延仕様に予め大きいマージンを設定しておく必要がなく、論理ゲートのサイズ拡大防止、ひいてはLSIチップ面積の拡大防止に役立つ。
【0028】
図8は、図6中の配線間容量Cxijを除去して得られた回路CIR3を示している。図9に示された回路CIR4は、図6中の配線間容量Cxijを、各々これと等しい容量値を有する2個の対地固定容量に置換して得られたものである。また、図10に示された回路CIR5は、図6中の配線間容量Cxijを、各々これの2倍の容量値を有する2個の対地固定容量に置換して得られたものである。図8、図9及び図10のいずれの回路も配線間容量を含まない遅延モデルを表しているので、上記従来の信号遅延解析方法のいずれかを適用して遅延時間の計算を実行できるものである。
【0029】
図11は、図6〜図10の各回路CIR1〜CIR5におけるステップ応答の具体例を示しており、R=R=3000Ω、C=C=36fF、かつCxij=68fFの条件下でノード電圧V(t)の時間変化を描いたものである。ただし、V(0)=V(0)=0を初期条件とし、時刻t=0.0ns(=t)においてノードNの電圧が0から1へ変化し、かつ時刻t=0.1ns(=t)においてノードNの電圧が1から0へ変化するものとした。回路CIR1及びCIR2では、ノードNからノードNへのクロストークによって時刻t=0.1ns以後の電圧V(t)の上昇速度が低減される結果、ステップ応答を表す曲線に瘤ができる。上記瘤関数Knobij(t)は、これを数学的に表現したものである。図11によれば、図9の回路CIR4を採用した場合の50%遅延時間の計算誤差ΔTは、1個の論理ゲートの素子伝搬遅延時間に匹敵する約0.2nsにも達することが判る。
【0030】
図12は、図11の場合と同じ条件で得られた、図7の回路CIR2における対地容量関数Cyij(t)の具体例を示している。
【0031】
以上のとおり、図1の手順に従った信号遅延解析方法によれば、解析対象回路(図6参照)の中の配線間容量Cxijを、各々時間関数で表現された容量値を有する2個の対地可変容量Cyij(t)及びCyji(t)に置換(図7参照)することとしたので、配線間のクロストークを考慮した正確な信号伝搬遅延時間を短時間で求めることができる。なお、ステップS102及びS103では、初期遅延値を計算するための遅延モデルとして図8、図9及び図10のいずれの回路を採用してもよい。また、上記ステップ入力以外の信号波形で対地容量関数を決定してもよい。初期条件についても同様である。
【0032】
図13は、本発明に係る信号遅延解析方法の他の例を示している。図13中のステップS201〜S205は、図1中のステップS101〜S105と同様である。ここでは、図13中のステップS206〜S209を1ステップごとに説明する。
【0033】
ステップS206では、クロストークノードの遅延時間の変化を調べる。ステップS205で計算された各ノードの遅延時間のうちのいずれかのクロストークノードの遅延時間が該クロストークノードの元の遅延値(ステップS203で計算された遅延時間)に比べて基準値ΔTsより大きく変化した場合には、該ノードにおけるクロストークの影響が著しいものとみなし、ステップS207へ進んで処理を続ける。そうでなければ、遅延時間の計算を打ち切ってステップS209へ進む。
【0034】
ステップS207では、遅延時間が大きく変化したクロストークノードの対地容量を、若干大きめに見積もるように、該ノードに接続されていた配線間容量の2倍の容量値に固定する。図14は、図5中の3個の対地可変容量Cy24(t),Cy42(t)及びCy45(t)を、各々容量値2Cx24,2Cx24及び2Cx45を有する対地固定容量に置換して得られたものである。図14の例ではノードNd5の遅延時間の変化が基準値ΔTsより小さかったものとしているので、該ノードNd5におけるクロストークの過大評価を防止するように、対地可変容量Cy54(t)がそのまま残される。
【0035】
ステップS208では、上記従来の信号遅延解析方法のいずれかを適用して、図14中の各ノードの遅延時間を計算する。
【0036】
ステップS209では、各ノードの遅延時間を出力する。
【0037】
以上のとおり、図13の手順に従った信号遅延解析方法によれば、高々3回の計算(ステップS203,S205及びS208)で遅延時間の計算結果が得られるので、図1の手順を採用した場合に比べて解析に要する時間が大幅に短縮される。なお、許容される処理時間内で、ステップS207でクロストークノードの対地容量を固定する前に対地容量関数の更新を何回か繰り返したり、ステップS208で求めた各ノードの遅延時間を初期値として対地容量関数を生成し、該対地容量関数を用いて各ノードの遅延時間を再計算したりできる。計算の反復回数を処理時間との兼ね合いで制御するようにしてもよい。ステップS207における固定容量値は、配線間容量の1.5倍から3倍までの範囲から選択できる。この倍率が1.5倍より小さいとクロストークの過小評価となり、3倍より大きいとクロストークの過大評価となる。
【0038】
なお、上記いずれかの手順からなる解析プログラムをコンピュータ読み取り可能な媒体に記録しておけば、コンピュータによる信号遅延解析の繰り返し実施に好都合である。
【0039】
【発明の効果】
以上説明してきたとおり、本発明によれば、解析対象回路の中の配線間容量を、時間関数で表現された容量値を有する対地可変容量に置換することとしたので、配線間のクロストークを考慮した正確な信号伝搬遅延時間を短時間で求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る信号遅延解析方法の一例を示すフローチャート図である。
【図2】解析対象回路の具体例を示すブロック図である。
【図3】配線間のクロストークを考慮した図2の等価回路を示すブロック図である。
【図4】図3中の配線間容量を対地固定容量に置換して得られたブロック図である。
【図5】図3中の配線間容量を対地可変容量に置換して得られたブロック図である。
【図6】図3中の一部を抜き出し、かつ一般化して得られた回路図である。
【図7】図6中の配線間容量を対地可変容量に置換して得られた回路図である。
【図8】図6中の配線間容量を除去して得られた回路図である。
【図9】図6中の配線間容量を対地固定容量に置換して得られた回路図である。
【図10】図6中の配線間容量を他の容量値の対地固定容量に置換して得られた回路図である。
【図11】図6〜図10の各々の回路におけるステップ応答の具体例を示す図である。
【図12】対地可変容量の容量値、すなわち対地容量関数の具体例を示す図である。
【図13】本発明に係る信号遅延解析方法の他の例を示すフローチャート図である。
【図14】図5中の一部の対地可変容量の容量値を固定して得られたブロック図である。
【符号の説明】
〜C,C,C 配線容量
CIR1〜CIR5 回路
x24,Cx45,Cxij 配線間容量
y24(t),Cy42(t) 対地可変容量(対地容量関数)
y45(t),Cy54(t) 対地可変容量(対地容量関数)
yij(t),Cyji(t) 対地可変容量(対地容量関数)
〜N,Nd1〜Nd5 ノード
,N,Ndi,Ndj ノード
〜R,R,R 配線抵抗
,t,tdi,tdj 各ノードの信号伝搬遅延時間
(t),V(t) ノード電圧
〜W 配線[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal delay analysis method in the design of a large-scale integrated circuit (LSI), and more particularly, to an accurate signal propagation delay time in consideration of crosstalk in wiring in an LSI after layout design. The present invention relates to a recording medium on which a program for executing a method for obtaining the above is recorded .
[0002]
[Prior art]
In the timing verification stage after the layout design of the LSI, it is checked whether or not the signal propagation delay time of each node satisfies a predetermined delay specification. In the current situation where the speed of LSIs has been increased and the process technology has become deeper sub-micron, it is necessary to grasp an accurate wiring delay in consideration of not only the wiring resistance and wiring capacitance parasitic on each wiring but also the capacitance between wirings. I have.
[0003]
J. Cong, "Modeling and Layout Optimization of VLSI Devices and Interconnects In Deep Submicron Design", Proceedings of ASP-DAC '97, p. 121-126, a method using an Elmore delay model and an AWE (Asymptotic Waveform Evaluation) method are introduced as signal delay analysis methods of an RC network including a wiring resistance and a wiring capacitance.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When the distance between the wirings is small, crosstalk due to the capacitance between the wirings becomes remarkable. However, all of the conventional signal delay analysis methods described above are based on a delay model that does not include the capacitance between wirings, so that the reliability of the analysis result has been reduced. On the other hand, if a circuit simulation is performed in which the voltage and current at each node in the LSI are calculated one by one in minute specified time units, an analysis result cannot be obtained within a practical time.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a signal delay analysis method capable of obtaining an accurate signal propagation delay time in a short time in consideration of crosstalk in wiring in an LSI.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention , using the initial delay value of each node of the analysis target circuit, replacing the inter-wiring capacitance in the analysis target circuit with a ground variable capacitance; Calculating a delay time of each node of the analysis target circuit including the analysis target circuit. Here, the ground variable capacity has a capacity value expressed by a time function.
[0007]
The initial delay value of each node can be obtained by various methods. First, the capacitance between wires in the circuit to be analyzed is replaced with a fixed ground capacitance, the delay time of each node of the analysis target circuit including the fixed ground capacitance is calculated, and the delay time of each node obtained by the calculation is calculated. The delay time is adopted as the initial delay value of each node. Here, as the capacitance value of the fixed-to-ground capacitance, a capacitance value equal to or larger than the capacitance between wirings can be adopted. Second, the inter-wiring capacitance in the analysis target circuit is removed, the delay time of each node of the analysis target circuit from which the inter-wiring capacitance is removed is calculated, and the delay time of each node obtained by the calculation is calculated. Is adopted as the initial delay value of each node. Third, there is a method of inputting the initial delay value of each node, instead of calculating the initial delay value by calculation.
[0008]
In order to improve the accuracy of the analysis result by iterative calculation, if the calculated delay time of any node greatly changes from the original delay value of the node, the calculated delay time is replaced with a new initial delay value. To update the time function of the ground variable capacity.
[0009]
In order to obtain the analysis result in a very short time, if the calculated delay time of the node (crosstalk node) to which the interwiring capacitance is connected greatly changes from the original delay value of the node, It is assumed that the capacitance value of the ground variable capacitance of the node is fixed to a capacitance value larger than the capacitance between wirings, and the delay time of each node of the analysis target circuit is recalculated.
[0010]
According to the present invention, there is provided a computer-readable recording medium on which a program for signal delay analysis in LSI design is recorded . The program includes means for replacing a computer with a ground variable capacitance by replacing an inter-wiring capacitance in the analysis target circuit with an initial delay value of each node of the analysis target circuit, and an analysis including the ground variable capacitance. This is to function as means for calculating the delay time of each node of the target circuit.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of a signal delay analysis method according to the present invention. Hereinafter, steps S101 to S107 in FIG. 1 will be described step by step using a specific example of the analysis target circuit shown in FIG. In FIG. 2, FF1 to FF3 are each flip-flop, SC10~SC31 each configured logical gates in standard cell, W 1 to W-5 each wire. A logic gate SC10 is interposed between flip-flop FF1 and logic gate SC11, and a logic gate SC20 is interposed between flip-flop FF2 and logic gate SC21. Therefore, the logic gate SC10 output signal of the flip-flop FF1 through the line W 1, the output signal of the logic gate SC10 is the logic gate SC11 via a wire W 2, the output signal of the flip-flop FF2 wiring W 3 to the logic gate SC20 via the output signal of the logic gate SC20 is the logic gate SC21 via a wire W 4, the output signal of the flip-flop FF3 are respectively supplied to the logic gate SC31 via a wire W 5. Adjacent to each other in crosstalk portion X 24 is a wiring W 2 and the wiring W 4, it is assumed that adjacent crosstalk portion X 45 is a wiring W 4 and the wiring W 5.
[0012]
In step S101, the RC network of the wiring is input together with the net list. FIG. 3 shows the equivalent circuit of FIG. 2 in which crosstalk between wirings is considered. The wire W 1 is the wiring resistance R 1 and the line capacitance C 1, the wiring W 2 is the wiring resistance R 2 and the wiring capacitance C 2, wire W 3 being the wiring resistance R 3 and the wiring capacitance C 3, wiring W 4 wiring the resistor R 4 and the wiring capacitance C 4, the wire W 5 is the wiring resistance R 5 and the wiring capacitance C 5, the crosstalk portion X 24 is inter-wire capacitance C x24, crosstalk portion X 45 by the wiring capacitance C x45 Each is represented. 3, the output node of the N 1 is flip-flop FF1, the output node of the N 2 is the logic gates SC10, the output node of the N 3 is the flip-flop FF2, N 4 is an output node of the logic gate SC20, N 5 Is the output node of the flip-flop FF3, N d1 is the input node of the logic gate SC10, N d2 is the input node of the logic gate SC11, N d3 is the input node of the logic gate SC20, and N d4 is the input of the logic gate SC21. nodes, N d5 represents the input node of the logic gate SC31, respectively. Among these, three nodes N d2 , N d4 and N d5 are crosstalk nodes having a connection of the capacitance between wirings.
[0013]
In step S102, the inter-wiring capacitance is removed or the inter-wiring capacitance is replaced with a fixed ground capacitance. FIG. 4 shows a case in which the inter-wiring capacitance C x24 in FIG. 3 is replaced by two fixed-to-ground capacitors each having the same capacitance value, and the inter-wiring capacitance C x45 is replaced by two having the same capacitance value. It is obtained by replacing with a fixed ground capacity.
[0014]
In step S103, the delay time of each of the ten nodes in FIG. 4 is calculated. FIG. 4 shows a delay model that does not include the capacitance between wires, so that calculations can be performed by applying any of the above-described conventional signal delay analysis methods. The delay time of each node is expressed based on the transition time of the common clock signal to the three flip-flops FF1 to FF3.
[0015]
In step S104, a ground capacity function is generated. FIG. 5 shows a case in which the inter-wiring capacitance C x24 in FIG. 3 is replaced with two ground variable capacitances C y24 (t) and C y42 (t) each having a capacitance value expressed by a time function, and The capacitance C x45 is obtained by replacing the capacitance C x45 with two fixed ground capacitances C y45 (t) and C y54 (t) each having a capacitance value represented by a time function. Here, t is a variable representing time, and the time function is called a ground capacity function.
[0016]
Here, a method of obtaining the ground capacity function will be described. FIG. 6 shows a circuit CIR1 obtained by extracting and generalizing a part of the circuit in FIG. 6, the R i and R j are wire resistance, the C i and C j is the wiring capacitance, the C xij wiring capacitance, N i, N j, N di and N dj represent nodes respectively . Here, the voltage at the node N di is represented by a time function V i (t), and the voltage at the node N dj is represented by a time function V j (t). The signal propagation delay time of each of the four nodes N i , N j , N di and N dj is assumed to be t i , t j , t di and t dj . FIG. 7 shows a circuit CIR2 obtained by replacing the inter-wiring capacitance C xij in FIG. 6 with two ground variable capacitances C yij (t) and C yji (t). When the time functions C yij (t) and C yji (t) are determined so that the circuit CIR2 of FIG. 7 has the same step response as the circuit CIR1 of FIG. 6, the following equations 1 and 2 are obtained. Here, Knob ij (t) is a knob function defined by the following formulas 3 to 6, and if T ≦ 0, Knob ij (T) = 0.
[0017]
(Equation 1)
Figure 0003558514
[0018]
(Equation 2)
Figure 0003558514
[0019]
(Equation 3)
Figure 0003558514
[0020]
(Equation 4)
Figure 0003558514
[0021]
(Equation 5)
Figure 0003558514
[0022]
(Equation 6)
Figure 0003558514
[0023]
Note that Equation 1, the V i (0) = V j (0) = 0 as the initial condition, the voltage at the node N i at time t = t i is changed from 0 to 1, and at time t = t j This is obtained under the step input condition that the voltage of the node Nj changes from 1 to 0. Equation 2 is obtained by exchanging the subscripts i and j in Equation 1.
[0024]
The four ground capacity functions C y24 (t), C y42 (t), C y45 (t), and C y54 (t) shown in FIG. 5 are defined by the above-described equations 1 to 6. More specifically, the ground capacity functions C y24 (t) and C y42 (t) are obtained as i = 2 and j = 4 in Equations 1 and 2, respectively, and the ground capacity functions C y45 (t) and C y54 ( t) is obtained as i = 4 and j = 5 in Equations 1 and 2, respectively.
[0025]
In step S105, the delay time of each node in FIG. 5 is calculated by applying any of the above-described conventional signal delay analysis methods. In this case, node N m (N m = N 1 , N 2, N 3, N 4, N 5, N d1, N d2, N d3, N d4, N d5) The calculation of, earth capacitance function value C y24 (t m), C y42 (t m), C y45 (t m) and C y54 (t m) is used. Here, t m is the initial delay value of the node N m calculated in step S103 based on the circuit of Figure 4. That is, using the approximate delay value calculated based on FIG. 4, a more accurate value of the delay time using the ground capacity function is obtained. However, instead of calculating the initial delay value of each node by calculation, it may be input from outside.
[0026]
In step S106, a change in the delay time of each node is checked. When the delay time of any one of the delay times of the nodes calculated in step S105 is larger than the reference value ΔTr compared to the original delay value of the node (the delay time calculated in step S103). Does not sufficiently reflect the influence of the crosstalk on the ground capacity function, the process returns to step S104. That is, the time function of each ground variable capacity is updated using the delay time calculated in step S105 as a new initial delay value. Then, the processing from step S104 to step S106 is repeated until the calculation result of the delay time converges within the predetermined error range.
[0027]
When the calculation results converge, the delay time of each node is output in step S107. Since the timing verification is performed using the accurate delay time obtained by the iterative calculation as described above, it is not necessary to set a large margin in the delay specification in advance, and it is possible to prevent an increase in the size of the logic gate and, consequently, the LSI. Helps prevent chip area expansion.
[0028]
FIG. 8 shows a circuit CIR3 obtained by removing the inter-wiring capacitance C xij in FIG. The circuit CIR4 shown in FIG. 9 is obtained by replacing the inter-wiring capacitance C xij in FIG. 6 with two fixed-to-ground capacitors each having the same capacitance value. The circuit CIR5 shown in FIG. 10 is obtained by replacing the inter-wiring capacitance C xij in FIG. 6 with two fixed-to-ground capacitances each having a capacitance twice as large as this. Since each of the circuits in FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 10 shows a delay model that does not include the capacitance between wirings, the calculation of the delay time can be executed by applying any of the conventional signal delay analysis methods. is there.
[0029]
FIG. 11 shows a specific example of the step response in each of the circuits CIR1 to CIR5 shown in FIGS. 6 to 10, where R i = R j = 3000Ω, C i = C j = 36 fF, and C xij = 68 fF. 5 illustrates a time change of the node voltage V i (t). However, V i (0) = V j (0) = 0 and the initial conditions, the time t = 0.0ns (= t i) in the voltage at the node N i is changed from 0 to 1, and time t = 0 the voltage of the node N j is assumed to vary from 1 to 0 in .1ns (= t j). The circuit CIR1 and CIR2, results rising speed of the time by crosstalk t = 0.1 ns after the voltage V i (t) from the node N j to node N i is reduced, it is aneurysm curve representing the step response . The knob function Knob ij (t) is a mathematical expression of this. According to FIG. 11, it is understood that the calculation error ΔT of the 50% delay time when the circuit CIR4 of FIG. 9 is adopted reaches about 0.2 ns which is equivalent to the element propagation delay time of one logic gate.
[0030]
FIG. 12 shows a specific example of the ground capacitance function C yij (t) in the circuit CIR2 of FIG. 7 obtained under the same conditions as in FIG.
[0031]
As described above, according to the signal delay analysis method in accordance with the procedure of FIG. 1, the inter-wiring capacitance C xij in the circuit to be analyzed (see FIG. 6) is changed to two capacitors each having a capacitance value expressed by a time function. (See FIG. 7) with the ground variable capacitors C yij (t) and C yji (t), so that an accurate signal propagation delay time in consideration of crosstalk between wirings can be obtained in a short time. . In steps S102 and S103, any of the circuits shown in FIGS. 8, 9, and 10 may be employed as a delay model for calculating the initial delay value. Further, the ground capacitance function may be determined by a signal waveform other than the step input. The same applies to the initial conditions.
[0032]
FIG. 13 shows another example of the signal delay analysis method according to the present invention. Steps S201 to S205 in FIG. 13 are the same as steps S101 to S105 in FIG. Here, steps S206 to S209 in FIG. 13 will be described for each step.
[0033]
In step S206, a change in the delay time of the crosstalk node is checked. The delay time of any of the crosstalk nodes among the delay times of the nodes calculated in step S205 is compared with the original delay value of the crosstalk node (the delay time calculated in step S203) by the reference value ΔTs. If there is a large change, it is considered that the influence of crosstalk at the node is significant, and the process proceeds to step S207 to continue. Otherwise, the calculation of the delay time is terminated, and the process proceeds to step S209.
[0034]
In step S207, the ground capacitance of the crosstalk node whose delay time has significantly changed is fixed to twice the capacitance of the wiring connected to the node so as to be slightly larger. FIG. 14 shows three ground variable capacitances C y24 (t), C y42 (t) and C y45 (t) in FIG. 5 converted into ground fixed capacitances having capacitance values of 2C x24 , 2C x24 and 2C x45 , respectively. It was obtained by substitution. In the example of FIG. 14, it is assumed that the change in the delay time of the node N d5 is smaller than the reference value ΔTs, so that the ground variable capacitance C y54 (t) is set so as to prevent the crosstalk at the node N d5 from being overestimated. It is left as it is.
[0035]
In step S208, the delay time of each node in FIG. 14 is calculated by applying any of the above-described conventional signal delay analysis methods.
[0036]
In step S209, the delay time of each node is output.
[0037]
As described above, according to the signal delay analysis method in accordance with the procedure of FIG. 13, since the calculation result of the delay time can be obtained at most three times (steps S203, S205, and S208), the procedure of FIG. 1 is employed. The time required for analysis is greatly reduced as compared with the case. It should be noted that, within the allowable processing time, the update of the ground capacity function is repeated several times before fixing the ground capacity of the crosstalk node in step S207, or the delay time of each node obtained in step S208 is used as an initial value. A ground capacity function can be generated, and the delay time of each node can be recalculated using the ground capacity function. The number of repetitions of the calculation may be controlled in consideration of the processing time. The fixed capacitance value in step S207 can be selected from a range of 1.5 to 3 times the inter-wiring capacitance. If the magnification is smaller than 1.5, the crosstalk is underestimated, and if it is larger than 3, the crosstalk is overestimated.
[0038]
It should be noted that if the analysis program including any of the above procedures is recorded on a computer-readable medium, it is convenient to repeatedly execute the signal delay analysis by the computer.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the capacitance between wirings in the circuit to be analyzed is replaced with the ground variable capacitance having a capacitance value expressed by a time function, so that crosstalk between wirings is reduced. An accurate signal propagation delay time that is considered can be obtained in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating an example of a signal delay analysis method according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of a circuit to be analyzed.
FIG. 3 is a block diagram showing an equivalent circuit of FIG. 2 in which crosstalk between wirings is considered.
4 is a block diagram obtained by replacing a capacitance between wires in FIG. 3 with a fixed capacitance to ground.
FIG. 5 is a block diagram obtained by replacing the inter-wiring capacitance in FIG. 3 with a ground variable capacitance.
6 is a circuit diagram obtained by extracting a part of FIG. 3 and generalizing it.
FIG. 7 is a circuit diagram obtained by replacing the inter-wiring capacitance in FIG. 6 with a ground variable capacitance.
FIG. 8 is a circuit diagram obtained by removing a capacitance between wirings in FIG. 6;
9 is a circuit diagram obtained by replacing the capacitance between wires in FIG. 6 with a fixed capacitance to ground.
10 is a circuit diagram obtained by replacing the inter-wiring capacitance in FIG. 6 with a fixed capacitance to ground having another capacitance value.
FIG. 11 is a diagram showing a specific example of a step response in each of the circuits of FIGS. 6 to 10;
FIG. 12 is a diagram showing a specific example of a capacitance value of a ground variable capacitance, that is, a ground capacitance function.
FIG. 13 is a flowchart illustrating another example of the signal delay analysis method according to the present invention.
FIG. 14 is a block diagram obtained by fixing the capacitance values of some ground variable capacitors in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
C 1 -C 5 , C i , C j wiring capacitances CIR 1 -CIR 5 Circuits C x24 , C x45 , C xij capacitances between wirings C y24 (t), Cy 42 (t) Variable capacitance to ground (ground capacitance function)
Cy45 (t), Cy54 (t) Variable capacity to ground (capacity function to ground)
C yij (t), C yji (t) ground variable capacitance (ground capacitance function)
N 1 ~N 5, N d1 ~N d5 nodes N i, N j, N di , N dj node R 1 ~R 5, R i, R j wiring resistance t i, t j, t di , t dj nodes Signal propagation delay time V i (t), V j (t) of the node voltages W 1 to W 5

Claims (8)

LSIの設計における信号遅延解析のためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、コンピュータを、
解析対象回路の各ノードの初期遅延値を用いて、該解析対象回路の中の配線間容量を、時間関数で表現された容量値を有する対地可変容量に置換するための手段、及び、
前記対地可変容量を含む解析対象回路の各ノードの遅延時間を計算するための手段として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体。
A computer-readable recording medium recording a program for signal delay analysis in LSI design, comprising:
Means for replacing the inter-wiring capacitance in the analysis target circuit with a ground variable capacitance having a capacitance value represented by a time function, using an initial delay value of each node of the analysis target circuit; and
A recording medium storing a program for functioning as a means for calculating a delay time of each node of the analysis target circuit including the ground variable capacitance.
請求項1記載の記録媒体において、前記プログラムは、2. The recording medium according to claim 1, wherein the program is:
前記解析対象回路の中の配線間容量を、固定された容量値を有する対地固定容量に置換するステップと、Replacing the inter-wiring capacitance in the analysis target circuit with a ground fixed capacitance having a fixed capacitance value;
前記対地固定容量を含む解析対象回路の各ノードの遅延時間を計算し、該計算で得られた各ノードの遅延時間を前記各ノードの初期遅延値として採用するステップとを前記コンピュータに実行させる機能を更に備えたことを特徴とする記録媒体。Calculating the delay time of each node of the analysis target circuit including the fixed-to-ground capacitance, and employing the delay time of each node obtained by the calculation as an initial delay value of each node. A recording medium further comprising:
請求項2記載の記録媒体において、前記プログラムは、3. The recording medium according to claim 2, wherein the program is:
前記対地固定容量の容量値として、前記配線間容量と等しい容量値を採用するステップを前記コンピュータに実行させる機能を備えたことを特徴とする記録媒体。A recording medium having a function of causing the computer to execute a step of adopting a capacitance value equal to the inter-wiring capacitance as the capacitance value of the ground fixed capacitance.
請求項2記載の記録媒体において、前記プログラムは、3. The recording medium according to claim 2, wherein the program is:
前記対地固定容量の容量値として、前記配線間容量より大きい容量値を採用するステップを前記コンピュータに実行させる機能を備えたことを特徴とする記録媒体。A recording medium having a function of causing the computer to execute a step of adopting a capacitance value larger than the inter-wire capacitance as the capacitance value of the fixed-to-ground capacitance.
請求項1記載の記録媒体において、前記プログラムは、2. The recording medium according to claim 1, wherein the program is:
前記解析対象回路の中の配線間容量を除去するステップと、Removing the inter-wire capacitance in the analysis target circuit;
前記配線間容量が除去された解析対象回路の各ノードの遅延時間を計算し、該計算で得られた各ノードの遅延時間を前記各ノードの初期遅延値として採用するステップとを前記コンピュータに実行させる機能を更に備えたことを特徴とする記録媒体。Calculating the delay time of each node of the analysis target circuit from which the inter-wire capacitance has been removed, and adopting the delay time of each node obtained by the calculation as the initial delay value of each node. A recording medium, further comprising a function of causing the recording medium to have a function of causing the recording medium to perform a recording operation.
請求項1記載の記録媒体において、前記プログラムは、2. The recording medium according to claim 1, wherein the program is:
前記各ノードの初期遅延値を入力するステップを前記コンピュータに実行させる機能を更に備えたことを特徴とする記録媒体。A recording medium further comprising a function of causing the computer to execute a step of inputting an initial delay value of each of the nodes.
請求項1記載の記録媒体において、前記プログラムは、2. The recording medium according to claim 1, wherein the program is:
いずれかのノードの計算された遅延時間が該ノードの元の遅延値から大きく変化した場合には、前記計算された遅延時間を新たな初期遅延値として用いて前記対地可変容量の時間関数を更新するステップを前記コンピュータに実行させる機能を更に備えたことを特徴とする記録媒体。If the calculated delay time of any node greatly changes from the original delay value of the node, the time function of the ground variable capacity is updated using the calculated delay time as a new initial delay value. A recording medium further comprising a function of causing the computer to execute the step of performing the following.
請求項1記載の記録媒体において、前記プログラムは、2. The recording medium according to claim 1, wherein the program is:
前記配線間容量が接続されていたノードの計算された遅延時間が該ノードの元の遅延値から大きく変化した場合には、該ノードの前記対地可変容量の容量値を前記配線間容量より大きい容量値に固定するステップと、If the calculated delay time of the node to which the inter-wire capacitance is connected greatly changes from the original delay value of the node, the capacitance value of the ground variable capacitance of the node is set to a value larger than the inter-wire capacitance. Fixing to a value,
前記解析対象回路の各ノードの遅延時間を再計算するステップとを前記コンピュータに実行させる機能を更に備えたことを特徴とする記録媒体。Re-calculating the delay time of each node of the analysis target circuit by the computer.
JP33974597A 1997-12-10 1997-12-10 Recording medium recording signal delay analysis program in LSI design Expired - Fee Related JP3558514B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33974597A JP3558514B2 (en) 1997-12-10 1997-12-10 Recording medium recording signal delay analysis program in LSI design

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33974597A JP3558514B2 (en) 1997-12-10 1997-12-10 Recording medium recording signal delay analysis program in LSI design

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11175571A JPH11175571A (en) 1999-07-02
JP3558514B2 true JP3558514B2 (en) 2004-08-25

Family

ID=18330417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33974597A Expired - Fee Related JP3558514B2 (en) 1997-12-10 1997-12-10 Recording medium recording signal delay analysis program in LSI design

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3558514B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5272024B2 (en) * 2003-09-18 2013-08-28 株式会社日立製作所 Semiconductor device design method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11175571A (en) 1999-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6286126B1 (en) Methods, apparatus and computer program products for performing post-layout verification of microelectronic circuits using best and worst case delay models for nets therein
US6499131B1 (en) Method for verification of crosstalk noise in a CMOS design
US6311147B1 (en) Integrated circuit power net analysis
US7676780B2 (en) Techniques for super fast buffer insertion
US6543041B1 (en) Method and apparatus for reducing signal integrity and reliability problems in ICS through netlist changes during placement
US7454733B2 (en) Interconnect-aware methodology for integrated circuit design
US6789248B1 (en) Method and apparatus to perform resistance and capacitance (RC) parameter customization for better timing closure results in physical synthesis and optimization
US6751744B1 (en) Method of integrated circuit design checking using progressive individual network analysis
US7080340B2 (en) Interconnect-aware integrated circuit design
US20080300848A1 (en) Efficient simulation of dominantly linear circuits
US6496960B1 (en) Driving point model utilizing a realizable reduced order circuit for determining a delay of a gate driving an interconnect with inductance
US6684373B1 (en) Optimize global net timing with repeater buffers
US6567960B2 (en) System for improving circuit simulations by utilizing a simplified circuit model based on effective capacitance and inductance values
CA2450143A1 (en) Representing the design of a sub-module in a hierarchical integrated circuit design and analysis system
US9507903B2 (en) Method for estimation of delays and slews during circuit optimization
US8347244B2 (en) Topologies and methodologies for AMS integrated circuit design
Friedrich et al. Design methodology for the IBM POWER7 microprocessor
JP3558514B2 (en) Recording medium recording signal delay analysis program in LSI design
US6704911B2 (en) RC netlist reduction for timing and noise analysis
Palit et al. Modeling and analysis of crosstalk coupling effect on the victim interconnect using the ABCD network model
US6701496B1 (en) Synthesis with automated placement information feedback
US6868533B2 (en) Method and system for extending delay and slew metrics to ramp inputs
Chen et al. A structure-based methodology for analog layout generation
Sayıl et al. A multiline model for time-efficient estimation of crosstalk
Xu et al. Fast waveform estimation (FWE) for timing analysis

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20031222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040106

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040305

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040511

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040518

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090528

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100528

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110528

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees