JP4003071B2 - Semiconductor integrated circuit design method and design apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路の設計方法に関し、特に、半導体集積回路の消費電力を低減するための半導体集積回路の設計方法及び設計装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、CMOS−LSIの消費電力は、LSIプロセスの微細化によるクロック周波数の向上及び高集積化により一般的には増大を続けており、特に、CPUでは100Wを超えるものも出現してきている。消費電力の増加は、実装コストや冷却コストの増加を招いてしまうため、LSIの消費電力を極力抑える必要性が高まっている。
【0003】
しかしながら、LSIの設計では、決められた動作周波数を満たす必要があるため、容易に低消費電力のゲートに変換できるものではない。
【0004】
そこで、半導体集積回路の配置配線方法の1つとして、概略配線後に過大遅延マージン及び過大容量マージンを含むブロックを検出し、そのブロックを変更や削除する設計フローが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
また、回路内を複数の論理パスに分割し、さらに、分割された論理パスをそのタイミングの制約により複数のグループにまとめ、タイミングに余裕があるグループから順にその論理パスに含まれる素子のゲートサイズをリサイジングし、それにより、消費電力の低減を図る方法が考えられている(例えば、特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−330252号公報
【特許文献2】
特開平10−92942号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、概略配線後に過大遅延マージン及び過大容量マージンを含むブロックを検出し、そのブロックを変更や削除するものにおいては、概略配線後にブロックを検出することになるため、詳細配線後の最終的な配線結果との差が生じてしまうという問題点がある。また、検出したブロックを変更したり削除したりした後で詳細配線を行った場合であって遅延オーバー等の問題が発生した場合に、問題が発生した部分のみを修正することができないという問題点がある。
【0008】
また、回路内を複数の論理パスに分割し、さらに、分割された論理パスをそのタイミングの制約により複数のグループにまとめ、タイミングに余裕があるグループから順にその論理パスに含まれる素子のゲートサイズをリサイジングし、それにより、消費電力の低減を図るものにおいては、分割された論理パスに含まれる素子のゲートサイズをリサイジングするだけであるため、消費電力を大幅に低減できるとは言いがたい。
【0009】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、詳細配線後の回路についてさらなる低消費電力化を図ることができる半導体集積回路の設計方法及び設計装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、
半導体集積回路のネットリストを出力する処理と、
前記ネットリストを用いて前記半導体集積回路の詳細配線を行う処理と、
前記詳細配線がなされた前記半導体集積回路を構成する複数のパス毎の遅延マージンを解析する処理と、
前記解析された遅延マージンが所定値以上のパスと、前記遅延マージンが所定値未満のパスとに切り分ける処理と、
前記詳細配線処理後のDEFファイルを出力する処理と、
前記DEFファイルを、前記遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFファイルと、前記遅延マージンが所定値未満のパスを含むDEFファイルとに分割する処理と、
前記遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFファイルに対してのみ論理最適化を施す処理と、
前記分割されたDEFファイルを結合する処理とを順次行い、
前記論理最適化処理後の再処理工程においては、前記複数の処理の中から設計フローに応じて処理を選択して行うことを特徴とする。
【0013】
また、半導体集積回路のネットリストを出力するネットリスト出力手段と、
前記ネットリストを用いて前記半導体集積回路の詳細配線を行う詳細配線手段と、
前記詳細配線がなされた前記半導体集積回路を構成する複数のパス毎の遅延マージンを解析する遅延解析手段と、
前記解析された遅延マージンが所定値以上のパスと、前記遅延マージンが所定値未満のパスとに切り分けるパス抽出手段と、
前記詳細配線手段における詳細配線処理後のDEFファイルを出力するDEFファイル出力手段と、
前記DEFファイルを、前記遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFファイルと、前記遅延マージンが所定値未満のパスを含むDEFファイルとに分割するネットリスト分割手段と、
前記遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFファイルに対してのみ論理最適化を施す低消費電力化手段と、
前記分割されたDEFファイルを結合するネットリスト結合手段とを有し、
前記論理最適化処理後の再処理工程においては、前記複数の手段における処理の中から設計フローに応じて処理を選択して行うことを特徴とする。
【0016】
(作用)
上記のように構成された本発明においては、半導体集積回路のネットリストを出力し、出力されたネットリストを用いて半導体集積回路の詳細配線を行い、詳細配線がなされた半導体集積回路を構成する複数のパス毎の遅延マージンを解析し、さらに、解析された遅延マージンが所定値以上のパスと、遅延マージンが所定値未満のパスとに切り分け、ネットリストを、遅延マージンが所定値以上のパスを含むネットリストと、遅延マージンが所定値未満のパスを含むネットリストとに分割し、遅延マージンが所定値以上のパスを含むネットリストに対してのみ低消費電力化を施し、その後、分割されたネットリストを結合する。
【0017】
このように、半導体集積回路を構成するパスをネットリストレベルで分割しているため、遅延マージンが所定値以上のパスを含むネットリストに対して、ゲートリサイズだけでなく、論理最適化等といった、消費電力化をより大幅に低減可能な処理を行うことができるようになる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0019】
図1は、本発明の半導体集積回路の設計方法を説明するためのフローチャートである。
【0020】
本形態は図1に示すように、RTL(Register Transfer Level)入力処理(ステップS1)と、論理合成ツール等を使用した論理合成処理(ステップS2)と、ネットリスト出力処理(ステップS3)と、自動配置ツール等を使用した配置処理(ステップS4)と、自動配線ツール等を使用した概略配線処理(ステップS5)及び詳細配線処理(ステップS6)と、配線後の半導体集積回路を構成する複数のパス毎の遅延マージンを解析する遅延解析処理(ステップS7)と、SI(シグナルインティグリティ)やDRC(デザインルールチェック)等のデザインチェック処理(ステップS8)と、LSI設計データ払い出し処理(ステップS9)と、ステップS7における遅延解析処理の結果に基づいて、遅延マージンが所定値以上のパスと遅延マージンが所定値未満のパスとを切り分けるパス抽出処理(ステップS10)と、詳細配線後のネットリストであるDEFを出力するDEF出力処理(ステップS11)と、詳細配線後のDEFを、遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFと遅延マージンが所定値未満のパスを含むDEFとに分割するDEF分割処理(ステップS12)と、遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFに対して行うゲートリサイズ処理(ステップS13)と、遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFに対して行う論理最適化処理(ステップS14)と、遅延マージンが所定値未満のパスを含むDEFと遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFに対してステップS13にてゲートリサイズ処理が行われた後のDEFあるいはステップS14にて論理最適化処理が行われた後のDEFとを結合するDEF結合処理(ステップS15)とから構成されている。
【0021】
本形態においては、上記のような構成において、LSI設計時、詳細配線後の遅延検証結果に基づいて、遅延マージンの少ないパスを含むネットリスト(一般的に広く用いられているのはDEFファイル=Design Exchange Format、配置と配線結果等のレイアウト後の情報を含めて持っているファイル)と遅延マージンの多いパスを含むネットリストとに分割し、遅延マージンの多いパスを含むネットリストのみゲートリサイズや論理最適化等の自由な低消費電力化の処理を行い、その後、再度ネットリストを結合し、遅延マージンの少ないパスを含むネットリストに記録されているセルの配置情報(配置の向きや配置座標)、配線経路情報等を保持しながら遅延マージンの多いパスを含むネットリストを再配置、再配線することにより遅延マージンの少ないパスの遅延値を変化させずに低消費電力化を図る。ここで、DEFは、ASCIIファイルに格納されたシンプルで構文解析可能なシンタックスを使用し、開発プロセスの任意の時点で設計記述の一部、または全体を捕捉することを可能にする言語であって、DEFで表現できる設計固有の論理データには、内部セルの接続性(ネットリスト)、セルのグループ分け(階層)、タイミング・パラメータとパス制約条件、スキャン・チェーン、クロック・ツリー情報等が含まれる。また物理記述には、ハード領域かソフト領域によるセルのグループ分け、方向を含むセル配置、内部接続データ(配線ジオメトリ)、バック・アノテーション用の論理ECO変更等が含まれる。
【0022】
以下に、図1に示した一連の処理について詳細に説明する。
【0023】
まず、論理合成ツール等へRTLを入力する(ステップS1)。
【0024】
次に、入力されたRTLに基づいて論理合成ツール等によって論理合成を行い(ステップS2)、ネットリストを出力する(ステップS3)。
【0025】
次に、出力されたネットリストに基づいて、自動配置ツール等を使用して配置処理を行う(ステップS4)。
【0026】
次に、自動配線ツール等を使用して概略配線処理及び詳細配線処理を行う(ステップS5,S6)。
【0027】
その後、配線後の半導体集積回路を構成する複数のパス毎の遅延マージンを解析する(ステップS7)。
【0028】
ここで、従来においては、ステップS7における遅延解析を行い目標となる動作周波数を満たし、ステップS8におけるデザインチェックを満たせば、ステップS9にてLSI設計データを払い出し、LSI設計は終了する。本形態においては、近年の増大しつづけるLSIの消費電力に対してより一層の低消費電力化を必要とする状況下で、以下に説明するような処理を追加している。
【0029】
(1)LSI設計の初期から中期に有効な設計フロー
例えば、設計するLSIの目標動作周波数を1GHzとするとCLKサイクルは、1.0ns以内におさめる必要がある。全てのパスに対してステップS7にて遅延解析を行い、その後、ステップS10にて、遅延マージンが所定の閾値以上であるパスと遅延マージンが所定の閾値未満であるパスとに切り分ける。ここで、閾値を0.6nsとすると0.6nsを超えるパスは遅延マージンが所定値未満とされて遅延マージン小に分類され、また、0.6ns以下のパスは遅延マージンが所定値以上とされて遅延マージン大に分類される。
【0030】
また、ステップS11において、詳細配線の後のDEF出力を行い、その後、ステップS12において、その出力されたDEFと遅延マージン大と小のパスの分類結果を使用して、遅延マージン小のパスを含むDEFと遅延マージン大のパスを含むDEFとに分割する。
【0031】
ここで、DEFの分割方法は2つのDEFファイルに分けてもよいし、1つのDEFファイルの中で遅延マージン小に分類される部分のセルの配置情報や配線経路情報をFIXED属性(すでに配置・配線されているために自動配置・自動配線ツールが変更できない状態)に変更するという方法でも良い。
【0032】
その後、ステップS14において、遅延マージン大のパスを含むDEFに対して低消費電力化されるような論理最適化を行い、積極的に消費電力の低減を図る。ただし、この場合は論理最適化により遅延マージン大のパスを含むネットリストが変更になっているために遅延マージン大のパスを含むネットリストのセルの配置情報や配線経路情報はDEF出力のものと異なっており、それらの情報の消去を行ってから、ステップS15において、遅延マージン小のパスを含むDEFと遅延マージン大のパスを含むDEFとを結合することになる。その後、再度、ステップS4における配置処理、ステップS5における概略配線処理、ステップS6における詳細配線処理、ステップS7における遅延解析処理、ステップS8におけるデザインチェック処理あるいはもう一度ステップS7における遅延解析処理及びステップS10におけるパス抽出処理を行い、再度低消費電力化するフロー等を行う。
【0033】
上述した一連の処理を行うことにより、遅延マージン大のパスを含むネットリストの配置処理、概略配線処理及び詳細配線処理は再実行が必要となるが、遅延マージン小のパスを含むネットリストのセルの配置情報や配線経路情報が、ステップS11におけるDEF出力のまま保存されているので、再度配置と配線を行った後でも遅延マージン小のパスは、ステップS7における1回目の遅延解析処理とほぼ同じ遅延値が得られることになり、それにより、低消費電力化を行っても目標動作周波数に対して遅延オーバーになりにくく設計の効率化と低消費電力化を図ることができる。
【0034】
(2)LSI設計の後期に有効な設計フロー
上記(1)の設計フローと同様に、全てのパスに対してステップS7にて遅延解析を行い、その後、ステップS10にて、遅延マージンが所定の閾値以上であるパスと遅延マージンが所定の閾値未満であるパスとに切り分ける。ここで、閾値を0.6nsとすると0.6nsを超えるパスは遅延マージンが所定値未満とされて遅延マージン小に分類され、また、0.6ns以下のパスは遅延マージンが所定値以上とされて遅延マージン大に分類される。
【0035】
また、ステップS11において、詳細配線の後のDEF出力を行い、その後、ステップS12において、その出力されたDEFと遅延マージン大と小のパスの分類結果を使用して、遅延マージン小のパスを含むDEFと遅延マージン大のパスを含むDEFとに分割する。
【0036】
ここで、次のようなライブラリでのLSI設計を考える(高さのそろったセルを用いるスタンダードセル方式)。
【0037】
図2及び図3は、図1に示したLSI設計フローで用いるインバータ回路構造の一例を示す図である。また、図4は、図1に示したLSI設計フローのライブラリのセルサイズの一例を示す図である。
【0038】
図3に示すように、図2に示した負荷駆動力標準=1Wのゲートを並列接続することにより(負荷駆動力2倍=2W)、負荷駆動能力を増加させる。ただし、図4に示すように縦方向の高さは全ての種類のゲートでそろっていて横方向の長さが負荷駆動能力によって変化する。
【0039】
この設計フローでは、分割されたDEFのうち、遅延マージン大のパスを含むDEFに対してゲートリサイズ処理のみを行う。低消費電力化を目的とするため、ゲートの論理は変更せずにHighパワーゲートからLowパワーゲートへの変換を行う。
【0040】
図5は、図1に示したLSI設計フローのゲートリサイズの一例を示す図である。
【0041】
図5に示すように、この場合はDEFの中に記述されているセルの配置情報がゲートリサイズの前後で変化しないため、ステップS4における配置処理を省略し、ゲートリサイズを行った部分のみ、ステップS5における概略配線処理及びステップS6における詳細配線処理を再実行すればよい。
【0042】
図6は、図1に示したLSI設計フローのゲートリサイズの効果を説明するための図である。
【0043】
図6に示すように、セルサイズを小さくすると前段のゲートの出力に対して発生する入力容量が減少するため低消費電力化される。
【0044】
また、ステップS15におけるDEF結合処理の後に配線を行わずに(ゲートリサイズを行ってもネットリスト上のネットの接続情報は変化が無いために省略が可能となる)、1回目の配線時のRC値を擬似的に用いて、実配線とは異なるが簡易的な遅延解析処理を行い、再度ステップS10におけるパス抽出処理(この時、閾値を変更することもありうる)、ステップS12におけるDEF分割処理、ステップS13におけるゲートリサイズ処理及びステップS15におけるDEF結合処理というフローを繰り返し可能な限りの低消費電力化を行い、最終的に出来上がったDEFを用いて、ステップS5における概略配線、ステップS6における詳細配線、ステップS7における遅延解析処理、ステップS8におけるデザインチェック処理及びステップS9におけるLSI設計データ払い出し処理という設計フローも考えられる。
【0045】
上述した一連の処理を行う場合は、遅延マージン大のパスを含むDEFにおいてセルの配置情報がゲートリサイズの前後で変化しないため、ステップS4における配置処理を省略し、ゲートリサイズを行った部分のみ、ステップS5における概略配線処理及びステップS6における詳細配線処理を再実行すればよいため、ツールの処理時間を短縮することができる。
【0046】
また、ステップS15におけるDEF結合処理の後に、配線を行わずに1回目の配線時のRC値を擬似的に用いて簡易的な遅延解析処理を行い、再度ステップS10におけるパス抽出処理、ステップS12におけるDEF分割処理、ステップS13におけるゲートリサイズ処理及びステップS15におけるDEF結合処理というフローを繰り返す場合では、実配線とは異なるが一度配線した時のデータを使用しているため擬似的なデータといえども精度の高いものであり(仮想配線データなどと比較すると)、さらに配線処理も省略しながら可能な限り低消費電力化を行える設計フローのためにツールの処理時間の大幅な短縮を行えると共に低消費電力化を行っても目標動作周波数に対して遅延オーバーになりにくく設計の効率化と低消費電力化を図ることができる。
【0047】
さらに、低消費電力化によって変換した遅延マージン大のパスが再配線後に遅延オーバーした場合も、遅延オーバーしたパスのみをターゲットとして、ステップS12におけるDEF分割処理、ステップS13におけるゲートリサイズ処理(この場合LowパワーゲートからHighパワーゲートに変換)及びステップS15におけるDEF結合処理というフローを行えば遅延オーバーしたパスのみに絞って修正することが可能である。
【0048】
なお、上述した一連の処理をそれぞれ実行する手段によって、低消費電力化が図られる半導体集積回路を設計する装置を構成することもできる。
【0049】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【0050】
(1)詳細配線後のデータを使用することでパス抽出時の配線による遅延誤差をなくすことができる。
【0051】
(2)詳細配線後に、遅延マージンが所定値以上のパスを含むネットリスト(例えば、DEFファイル等)と遅延マージンが所定値未満のパスを含むネットリストとに分割することによって、遅延マージン小のパスを含むネットリストのセルの配置情報及び配線経路情報が完全に保持され、遅延マージン小のパスを含むネットリストの遅延値を変化させずに、遅延マージン大のパスを含むネットリストを1回から複数回繰り返して低消費電力化の処理を行うことができる。
【0052】
(3)設計フローにより再処理を行う工程を選べることにより、LSI設計の時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体集積回路の設計方法を説明するためのフローチャートである。
【図2】図1に示したLSI設計フローで用いるインバータ回路構造の一例を示す図である。
【図3】図1に示したLSI設計フローで用いるインバータ回路構造の一例を示す図である。
【図4】図1に示したLSI設計フローのライブラリのセルサイズの一例を示す図である。
【図5】図1に示したLSI設計フローのゲートリサイズの一例を示す図である。
【図6】図1に示したLSI設計フローのゲートリサイズの効果を説明するための図である。
【符号の説明】
10 2Wインバータ
20 1Wインバータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for designing a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a method and apparatus for designing a semiconductor integrated circuit for reducing power consumption of the semiconductor integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the power consumption of CMOS-LSI has generally been increasing due to the improvement in clock frequency and higher integration due to the miniaturization of LSI processes, and in particular, CPUs exceeding 100 W have also appeared. The increase in power consumption leads to an increase in mounting cost and cooling cost, and thus there is an increasing need to suppress the power consumption of LSI as much as possible.
[0003]
However, in designing an LSI, it is necessary to satisfy a predetermined operating frequency, so that it cannot be easily converted into a gate with low power consumption.
[0004]
Therefore, as one of the placement and routing methods for a semiconductor integrated circuit, a design flow has been proposed in which a block including an excessive delay margin and an excessive capacity margin is detected after rough wiring, and the block is changed or deleted (for example, Patent Documents). 1).
[0005]
Also, the circuit is divided into a plurality of logical paths, and the divided logical paths are grouped into a plurality of groups according to the timing constraints, and the gate sizes of the elements included in the logical paths in order from the group with sufficient timing. A method for reducing power consumption and thereby reducing power consumption is considered (for example, see Patent Document 2).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-330252 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-92942
[Problems to be solved by the invention]
However, when a block including an excessive delay margin and an excessive capacity margin is detected after rough wiring, and the block is changed or deleted, the block is detected after rough wiring. There is a problem that a difference from the result occurs. In addition, when detailed wiring is performed after changing or deleting a detected block and problems such as delay over occur, it is not possible to correct only the part where the problem occurred. There is.
[0008]
Also, the circuit is divided into a plurality of logical paths, and the divided logical paths are grouped into a plurality of groups according to the timing constraints, and the gate sizes of the elements included in the logical paths in order from the group with sufficient timing. However, it can be said that the power consumption can be greatly reduced because only the gate size of the element included in the divided logical path is resized. I want.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and a semiconductor integrated circuit design method and design apparatus capable of further reducing the power consumption of a circuit after detailed wiring. The purpose is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides:
Processing to output a netlist of a semiconductor integrated circuit;
A process of performing detailed wiring of the semiconductor integrated circuit using the netlist;
Processing for analyzing a delay margin for each of a plurality of paths constituting the semiconductor integrated circuit in which the detailed wiring is made;
A process of dividing the analyzed delay margin into a path with a predetermined value or more and a path with the delay margin less than a predetermined value;
A process of outputting a DEF file after the detailed wiring process;
The DEF file, the DEF file the delay margin including a predetermined value or more passes, a process of the delay margin is divided into a DEF file that contains the path less than the predetermined value,
A process of performing logic optimization only on a DEF file including a path having a delay margin equal to or greater than a predetermined value;
There sequentially row and a process of coupling the divided DEF file,
In the reprocessing step after the logic optimization process, the process is selected from the plurality of processes according to a design flow .
[0013]
A net list output means for outputting a net list of the semiconductor integrated circuit;
Detailed wiring means for performing detailed wiring of the semiconductor integrated circuit using the netlist;
Delay analysis means for analyzing a delay margin for each of a plurality of paths constituting the semiconductor integrated circuit in which the detailed wiring is made;
Path extraction means for dividing the analyzed delay margin into a path having a predetermined value or more and a path having the delay margin less than a predetermined value;
DEF file output means for outputting a DEF file after the detailed wiring processing in the detailed wiring means;
The DEF file, the DEF file the delay margin including a predetermined value or more paths, and netlist dividing means the delay margin is divided into a DEF file that contains the path less than the predetermined value,
Low power consumption means for performing logic optimization only on a DEF file including a path having a delay margin equal to or greater than a predetermined value;
Have a netlist coupling means for coupling the divided DEF file,
In the reprocessing step after the logic optimization process, the process is selected from the processes in the plurality of means according to the design flow .
[0016]
(Function)
In the present invention configured as described above, the net list of the semiconductor integrated circuit is output, the detailed wiring of the semiconductor integrated circuit is performed using the output net list, and the semiconductor integrated circuit having the detailed wiring is configured. Analyzes the delay margin for each of multiple paths, and further divides the analyzed delay margin into a path with a delay margin greater than a predetermined value and a path with a delay margin less than a predetermined value. Is divided into a netlist including a path with a delay margin less than a predetermined value, and only a netlist including a path with a delay margin of a predetermined value or more is subjected to low power consumption, and then divided. Join netlists.
[0017]
In this way, since the paths constituting the semiconductor integrated circuit are divided at the net list level, not only gate resizing but also logic optimization, etc. for a net list including a path having a delay margin of a predetermined value or more, Processing that can significantly reduce power consumption can be performed.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a flowchart for explaining a method of designing a semiconductor integrated circuit according to the present invention.
[0020]
In this embodiment, as shown in FIG. 1, RTL (Register Transfer Level) input processing (step S1), logic synthesis processing using a logic synthesis tool or the like (step S2), netlist output processing (step S3), A placement process using an automatic placement tool or the like (step S4), a rough routing process using an automatic wiring tool or the like (step S5) and a detailed routing process (step S6), and a plurality of components constituting the semiconductor integrated circuit after wiring Delay analysis processing (step S7) for analyzing delay margin for each path, design check processing (step S8) such as SI (signal integrity) and DRC (design rule check), and LSI design data payout processing (step S9) ) And a delay analysis process in step S7, a path and delay whose delay margin is greater than or equal to a predetermined value A delay margin is used to extract a path extraction process (step S10) for separating a path having a value less than a predetermined value, a DEF output process (step S11) for outputting a DEF that is a net list after detailed wiring, and a DEF after detailed wiring. DEF division processing (step S12) for dividing a DEF including a path having a predetermined value or more and a DEF including a path having a delay margin less than the predetermined value, and gate resizing to be performed on a DEF having a delay margin having a predetermined value or more. Processing (step S13), logic optimization processing (step S14) performed on a DEF including a path with a delay margin equal to or greater than a predetermined value, and DEF including a path with a delay margin less than a predetermined value and the delay margin equal to or greater than a predetermined value DEF after the gate resize processing is performed in step S13 on the DEF including the path of S1 or step S14 And DEF combining processing (step S15) for combining the DEF after the logic optimization processing is performed.
[0021]
In this embodiment, in the configuration as described above, a netlist including a path with a small delay margin based on a delay verification result after detailed wiring at the time of LSI design (generally used is a DEF file = Design Exchange Format, files that contain post-layout information such as placement and routing results) and netlists with paths with large delay margins. Perform free power saving processing such as logic optimization, and then combine the netlists again, and place the cell placement information (placement direction and placement coordinates) recorded in the netlist including the path with a small delay margin. ), Relocating and rewiring a netlist that includes paths with a large delay margin while retaining wiring route information, etc. Reduce power consumption without changing the delay value of no path. Here, DEF is a language that uses a simple and parseable syntax stored in an ASCII file to capture part or all of a design description at any point in the development process. Design-specific logical data that can be expressed in DEF includes internal cell connectivity (netlist), cell grouping (hierarchy), timing parameters and path constraints, scan chain, clock tree information, etc. included. The physical description includes cell grouping by hard area or soft area, cell arrangement including direction, internal connection data (wiring geometry), logical ECO change for back annotation, and the like.
[0022]
Hereinafter, a series of processes shown in FIG. 1 will be described in detail.
[0023]
First, RTL is input to a logic synthesis tool or the like (step S1).
[0024]
Next, logic synthesis is performed by a logic synthesis tool or the like based on the input RTL (step S2), and a net list is output (step S3).
[0025]
Next, placement processing is performed using an automatic placement tool or the like based on the output netlist (step S4).
[0026]
Next, rough wiring processing and detailed wiring processing are performed using an automatic wiring tool or the like (steps S5 and S6).
[0027]
Thereafter, the delay margin for each of the plurality of paths constituting the semiconductor integrated circuit after wiring is analyzed (step S7).
[0028]
Here, conventionally, if the delay analysis in step S7 is performed to satisfy the target operating frequency and the design check in step S8 is satisfied, the LSI design data is issued in step S9, and the LSI design ends. In the present embodiment, processing as described below is added in a situation where further lower power consumption is required with respect to LSI power consumption that has been increasing in recent years.
[0029]
(1) Design flow effective from the early stage to the middle stage of LSI design For example, if the target operating frequency of the LSI to be designed is 1 GHz, the CLK cycle must be kept within 1.0 ns. Delay analysis is performed on all paths in step S7, and then, in step S10, a path having a delay margin equal to or greater than a predetermined threshold and a path having a delay margin less than the predetermined threshold are separated. Here, if the threshold is 0.6 ns, a path exceeding 0.6 ns is classified as having a small delay margin because the delay margin is less than a predetermined value, and a path having a delay margin of 0.6 ns or less is set to be greater than or equal to the predetermined value. Are classified as large delay margins.
[0030]
In step S11, the DEF output after the detailed wiring is performed. After that, in step S12, the output DEF, the delay margin large and small path classification results are used to include a path with a small delay margin. Dividing into DEF and DEF including a path with a large delay margin.
[0031]
Here, the DEF division method may be divided into two DEF files, or cell placement information and wiring route information of a portion classified as having a small delay margin in one DEF file may have a FIXED attribute (already placed / It is also possible to change to an automatic placement / automatic wiring tool that cannot be changed because it is wired.
[0032]
Thereafter, in step S14, logic optimization is performed to reduce power consumption for DEF including a path with a large delay margin, and the power consumption is actively reduced. However, in this case, since the netlist including the path with the large delay margin is changed by the logic optimization, the cell placement information and the wiring route information of the netlist including the path with the large delay margin are those of the DEF output. In step S15, DEF including a path with a small delay margin and DEF including a path with a large delay margin are combined. Thereafter, the placement process in step S4, the rough wiring process in step S5, the detailed wiring process in step S6, the delay analysis process in step S7, the design check process in step S8, or the delay analysis process in step S7 and the path in step S10 again. An extraction process is performed, and a flow for reducing power consumption is performed again.
[0033]
By performing the above-described series of processing, it is necessary to re-execute the netlist placement processing, rough routing processing, and detailed routing processing including a path with a large delay margin, but a netlist cell including a path with a small delay margin. Since the placement information and the wiring route information are stored as the DEF output in step S11, the path with a small delay margin is almost the same as the first delay analysis processing in step S7 even after the placement and wiring are performed again. As a result, a delay value can be obtained, so that even if the power consumption is reduced, the delay is hardly exceeded with respect to the target operating frequency, and the design efficiency and the power consumption can be reduced.
[0034]
(2) Design flow effective in later stage of LSI design As in the design flow of (1) above, delay analysis is performed for all paths in step S7, and then a delay margin is set to a predetermined value in step S10. A path that is equal to or greater than a threshold value and a path that has a delay margin less than a predetermined threshold value are separated. Here, if the threshold is 0.6 ns, a path exceeding 0.6 ns is classified as having a small delay margin because the delay margin is less than a predetermined value, and a path having a delay margin of 0.6 ns or less is set to be greater than or equal to the predetermined value. Are classified as large delay margins.
[0035]
In step S11, the DEF output after the detailed wiring is performed. After that, in step S12, the output DEF, the delay margin large and small path classification results are used to include a path with a small delay margin. Dividing into DEF and DEF including a path with a large delay margin.
[0036]
Here, LSI design with the following library is considered (standard cell system using cells with uniform height).
[0037]
2 and 3 are diagrams showing an example of an inverter circuit structure used in the LSI design flow shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of the cell size of the library in the LSI design flow shown in FIG.
[0038]
As shown in FIG. 3, the load driving capability is increased by connecting the gates of the load driving force standard = 1 W shown in FIG. 2 in parallel (load driving force double = 2 W). However, as shown in FIG. 4, the height in the vertical direction is the same for all types of gates, and the length in the horizontal direction varies depending on the load driving capability.
[0039]
In this design flow, only the gate resizing process is performed on the DEF including a path with a large delay margin among the divided DEFs. In order to reduce power consumption, conversion from a high power gate to a low power gate is performed without changing the logic of the gate.
[0040]
FIG. 5 is a diagram showing an example of gate resizing in the LSI design flow shown in FIG.
[0041]
As shown in FIG. 5, in this case, since the cell arrangement information described in the DEF does not change before and after the gate resizing, the arrangement processing in step S4 is omitted, and only the portion where the gate resizing is performed is performed. What is necessary is just to re-execute the rough wiring process in S5 and the detailed wiring process in step S6.
[0042]
FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of gate resizing in the LSI design flow shown in FIG.
[0043]
As shown in FIG. 6, when the cell size is reduced, the input capacitance generated with respect to the output of the previous stage gate is reduced, so that the power consumption is reduced.
[0044]
Further, without wires after the DEF coupling process in the step S 15 (connection information of the net on the net list even if the gate resizing becomes possible omitted because there is no change), the time of the first wire A simple delay analysis process that is different from the actual wiring is performed using the RC value in a pseudo manner, the path extraction process in step S10 again (the threshold may be changed at this time), and the DEF division in step S12 process, provides low power consumption as much as possible repeated flow of DEF coupling process in the gate resizing and step S 15 in step S 13, using the finally finished DEF, global routing in step S5, step S6 Detailed wiring in step S1, delay analysis processing in step S7, design check processing in step S8 And design flow of LSI design data payout process in step S9 is also conceivable.
[0045]
When performing the above-described series of processing, cell placement information does not change before and after gate resizing in a DEF including a path with a large delay margin. Therefore, the placement processing in step S4 is omitted, and only the portion where gate resizing is performed. Since the rough wiring process in step S5 and the detailed wiring process in step S6 may be performed again, the processing time of the tool can be shortened.
[0046]
Further, after the DEF coupling process in step S 15, performs a simple delay analysis processing RC value during the first wiring without wires using artificially, path extraction processing in step S10 again, Step S12 DEF division processing in, in case of repeating a flow of DEF coupling process in the gate resizing and step S 15 is in the step S 13, the pseudo-data because it uses data when different but that once the wiring and the wiring line However, it is highly accurate (compared to virtual wiring data, etc.), and further reduces the processing time of the tool for a design flow that can reduce power consumption as much as possible while omitting wiring processing. Design efficiency and low power consumption are less likely to exceed the target operating frequency even with low power consumption. Chikaraka can be achieved.
[0047]
Furthermore, even if the delay margin size of a path which is converted by the low power consumption is delayed over after rewiring, only the path delayed over a target, DEF dividing process in step S12, the gate resizing processing in step S 13 (in this case Low conversion from power gate to High power gate) and can be modified to focus only on the path that is delayed over by performing the flow of DEF coupling processing in step S 15.
[0048]
An apparatus for designing a semiconductor integrated circuit capable of reducing power consumption can be configured by means for executing each of the series of processes described above.
[0049]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0050]
(1) By using the data after detailed wiring, it is possible to eliminate a delay error due to wiring during path extraction.
[0051]
(2) After detailed routing, by dividing the delay list into a netlist (for example, DEF file) including a path with a delay margin of a predetermined value or more and a netlist including a path with a delay margin of less than the predetermined value, the delay margin is reduced. Once the netlist including the path with the large delay margin is changed without changing the delay value of the netlist including the path with the small delay margin, the arrangement information and the wiring route information of the netlist including the path are completely retained. Thus, the process for reducing power consumption can be performed repeatedly a plurality of times.
[0052]
(3) By selecting a process for reprocessing according to the design flow, it is possible to reduce the LSI design time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart for explaining a method of designing a semiconductor integrated circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of an inverter circuit structure used in the LSI design flow shown in FIG. 1;
3 is a diagram showing an example of an inverter circuit structure used in the LSI design flow shown in FIG. 1. FIG.
4 is a diagram showing an example of a cell size of a library in the LSI design flow shown in FIG. 1. FIG.
5 is a diagram showing an example of gate resizing in the LSI design flow shown in FIG. 1. FIG.
6 is a diagram for explaining the effect of gate resizing in the LSI design flow shown in FIG. 1; FIG.
[Explanation of symbols]
10 2W inverter 20 1W inverter

Claims (2)

半導体集積回路のネットリストを出力する処理と、
前記ネットリストを用いて前記半導体集積回路の詳細配線を行う処理と、
前記詳細配線がなされた前記半導体集積回路を構成する複数のパス毎の遅延マージンを解析する処理と、
前記解析された遅延マージンが所定値以上のパスと、前記遅延マージンが所定値未満のパスとに切り分ける処理と、
前記詳細配線処理後のDEFファイルを出力する処理と、
前記DEFファイルを、前記遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFファイルと、前記遅延マージンが所定値未満のパスを含むDEFファイルとに分割する処理と、
前記遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFファイルに対してのみ論理最適化を施す処理と、
前記分割されたDEFファイルを結合する処理とを順次行い、
前記論理最適化処理後の再処理工程においては、前記複数の処理の中から設計フローに応じて処理を選択して行うことを特徴とする半導体集積回路の設計方法。
Processing to output a netlist of a semiconductor integrated circuit;
A process of performing detailed wiring of the semiconductor integrated circuit using the netlist;
Processing for analyzing a delay margin for each of a plurality of paths constituting the semiconductor integrated circuit in which the detailed wiring is made;
A process of dividing the analyzed delay margin into a path with a predetermined value or more and a path with the delay margin less than a predetermined value;
A process of outputting a DEF file after the detailed wiring process;
The DEF file, the DEF file the delay margin including a predetermined value or more passes, a process of the delay margin is divided into a DEF file that contains the path less than the predetermined value,
A process of performing logic optimization only on a DEF file including a path having a delay margin equal to or greater than a predetermined value;
There sequentially row and a process of coupling the divided DEF file,
A method for designing a semiconductor integrated circuit , wherein in the reprocessing step after the logic optimization process, a process is selected from the plurality of processes according to a design flow .
半導体集積回路のネットリストを出力するネットリスト出力手段と、
前記ネットリストを用いて前記半導体集積回路の詳細配線を行う詳細配線手段と、
前記詳細配線がなされた前記半導体集積回路を構成する複数のパス毎の遅延マージンを解析する遅延解析手段と、
前記解析された遅延マージンが所定値以上のパスと、前記遅延マージンが所定値未満のパスとに切り分けるパス抽出手段と、
前記詳細配線手段における詳細配線処理後のDEFファイルを出力するDEFファイル出力手段と、
前記DEFファイルを、前記遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFファイルと、前記遅延マージンが所定値未満のパスを含むDEFファイルとに分割するネットリスト分割手段と、
前記遅延マージンが所定値以上のパスを含むDEFファイルに対してのみ論理最適化を施す低消費電力化手段と、
前記分割されたDEFファイルを結合するネットリスト結合手段とを有し、
前記論理最適化処理後の再処理工程においては、前記複数の手段における処理の中から設計フローに応じて処理を選択して行うことを特徴とする半導体集積回路の設計装置。
Netlist output means for outputting a netlist of a semiconductor integrated circuit;
Detailed wiring means for performing detailed wiring of the semiconductor integrated circuit using the netlist;
Delay analysis means for analyzing a delay margin for each of a plurality of paths constituting the semiconductor integrated circuit in which the detailed wiring is made;
Path extraction means for dividing the analyzed delay margin into a path having a predetermined value or more and a path having the delay margin less than a predetermined value;
DEF file output means for outputting a DEF file after the detailed wiring processing in the detailed wiring means;
The DEF file, the DEF file the delay margin including a predetermined value or more paths, and netlist dividing means the delay margin is divided into a DEF file that contains the path less than the predetermined value,
Low power consumption means for performing logic optimization only on a DEF file including a path having a delay margin equal to or greater than a predetermined value;
Have a netlist coupling means for coupling the divided DEF file,
In the reprocessing step after the logic optimization processing, processing is selected and performed in accordance with a design flow from processing in the plurality of means .
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