JP4125475B2 - Rtl生成システム、rtl生成方法、rtl生成プログラム及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、システムの要求に合わせて、命令、機能、メモリサイズを構築可能な(コンフィグレーション可能な)プロセッサに係り、特にコンフィグレーション情報を読み出し可能なRTL生成システム、RTL生成方法及びRTL生成プログラム及び生成されたRTLを用いて設計したLSI全体の設計情報に基づいて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の半導体技術の進歩により、組込みアプリケーションにおいて、従来ハードウェアで処理したものをプロセッサによってソフトウェアで処理させるようになって来た。この際、個々のアプリケーションによって、必要となる命令、機能、メモリサイズが異なるため、システムに適したプロセッサを短期間で開発することが望まれている。このため、構成(コンフィグレーション)を変更できるプロセッサが開発されて来ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコンフィグレーション可能なプロセッサでは、変更されたコンフィグレーション情報がハードウェアに埋め込められていなかった。即ち、各プロセッサのレジスタなどにコンフィグレーション情報が保持されていないために、ソフトウェアでコンフィグレーション情報を持つ必要があった。このため、コンパイラ、アセンブラ、シミュレータ、検証プログラムリアルタイムOS、あるいはアプリケーションといった多岐に亙るソフトウェアで、コンフィグレーション情報を個々に管理させる必要があるが、この管理が煩雑であり、特にプロセッサの数が増えると、管理が極めて煩雑になるという問題があった。
【0004】
これに対して、プロセッサのレジスタなどにメモリサイズ情報を保持して、前記ソフトウェアで管理することを避けた構成も存在するが、メモリサイズだけであるため、コンフィグレーション情報としては足りないという問題があった。
【0005】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、コンフィグレーション情報をハードウェアで持つことができ、コンフィグレーション情報の管理を極めて容易にして各プロセッサでプログラムの実行部分を最適に選択して実行することができるRTL生成システム、RTL生成方法、RTL生成プログラム及び生成されたRTLを用いて設計したLSI全体の設計情報に基づいて半導体装置を製造する半導体装置の製造方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、コンフィグレーション情報とベースとなるプロセッサのRTL記述を入力とする入力手段と、前記入力手段からの入力情報に基づいて前記コンフィグレーション情報に対応する機能を備えたRTL記述を生成する生成手段とを備え、前記生成手段により生成された前記プロセッサのRTL記述は、コンフィグレーション情報を記憶するコンフィグレーション情報記憶手段と、前記コンフィグレーション情報を前記記憶手段から読み出して前記プロセッサの汎用の記憶手段にロードする読み出し手段について記述されていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明のシステムの一実施形態の構成を示したブロック図である。本例のプロセッサは、実行制御部1、汎用レジスタ2、OPTレジスタ3、RGFGレジスタ4及びセレクタ5を有し、プロセッサのうちOPTレジスタ3、RCFGレジスタ4を読み出す機能を実現する部分の構成を示している。
【0014】
図2は図1に示したOPTレジスタ3及びRGFGレジスタ4の構成例を示した模式図である。レジスタ番号10は、OPTレジスタ3であり、32ビット幅で、そのうちビット31から3までの29ビットは0となっている。ビット3はMULビットであり、コンフィグレーションの結果、乗算命令が実装されている場合に1、実装されていない場合に0が固定される。ビット2はCOPビットであり、コンフィグレーションの結果、コプロセッサ命令が実装されている場合に1、実装されていない場合に0に固定される。ビット3はDBGビットであり、コンフィグレーションの結果、デバッグサポートのための機能が実装されている場合に1、実装されていない場合に0に固定される。
【0015】
レジスタ番号11は、RCFGレジスタ4であり、32ビット幅で、そのうちビット31から23とビット15から7は0となっている。ビット22から16はIRSZフィールドであり、コンフィグレーションの結果の命令RAMのサイズを格納している。ビット6から0はDRSZフィールドであり、コンフィグレーションの結果のデータRAMのサイズを格納している。IRSZ,DRSZの値と、命令RAM、データRAMのサイズの関係は以下の通りである。
【0016】
IRSZ,DRSZ 命令RAM/データのRAMのサイズ
(2進数表示)
000000 0(命令RAM/データRAMは実装されない)
000001 1KB
000010 2KB
000100 4KB
001000 8KB
010000 16KB
100000 32KB
次に本実施形態の動作について説明する。図1はプロセッサのうちOPTレジスタ3、RCFGレジスタ4を読み出す機能を実現する部分の構成を示している。プロセッサは、OPTレジスタ3とRCFGレジスタ4の内容を読み出すために、制御レジスタのロード命令(ldc命令)を実行する。ldc命令は16ビットの命令であり、OPコードは以下のように定義される。
【0017】
0lllnnnniiiil011
nnnnは、プロセッサの汎用レジスタのレジスタ番号を示す。iiiiは制御レジスタのレジスタ番号を示す。OPTレジスタ3の場合(レジスタ番号10)は、iiii=1010(2進数)、RCFGレジスタ4の場合(レジスタ番号11)の時は、iiii=1011となる。iiiiにOPT,RCFGレジスタ3、4の番号を指定することによって、OPT、RCFGレジスタ3、4の値を汎用レジスタ2ヘ読み出すことができる。
【0018】
ldc命令を実行すると、実行制御部1からnnnnの値が汎用レジスタ選択信号50へ、iiiiの値が制御レジスタ選択信号60として出力される。同時に実行制御部1は、汎用レジスタ書き込みイネーブル信号70をアクティブにする。制御レジスタ選択信号60は、セレクタ5ヘ入力され、セレクタ5は、制御レジスタ選択信号60の値が1010の時はOPTレジスタ3の値を、1011の時はRCFGレジスタ4の値を出力する。
【0019】
この出力は、汎用レジスタ2ヘ接続され、汎用レジスタ2は、汎用レジスタ書き込みイネーブル信号70がアクティブなので、実行制御部1から出力される汎用レジスタ選択信号50で指定される汎用レジスタ2に、セレクタ5から出力された制御レジスタの値を書き込む。汎用レジスタ2ヘ書き込まれたOPT、RCFGレジスタ3、4の保持内容は、プロセッサのその他の命令、例えば、転送命令、算術演算命令、論理演算命令、ストア命令などで処理することができる。
【0020】
図3に、コンフィグレーションによって、乗算命令、コプロセッサ命令、デバッグ機能が実装された時の、OPTレジスタ3の構成を示す。ビット31から3まではGNDに接続され、0が出力される。MULビットに対応するビット2、COPビットに対応するビット1、DBGビットに対応するビット0は図示の如くVDDに接続され、1が出力される。
【0021】
図4に、コンフィグレーションによって、乗算命令、コプロセッサ命令、デバッグ機能が実装されなかった時のRCFGレジスタ4の構成を示す。ビット31から3まではGNDに接続され、0が出力される。MULビットに対応するビット2、COPビットに対応するビット1、DBGビットに対応するビット0もGNDに接続され0が出力される。図3と図4の例のように、コンフィグレーションによって、OPTレジスタの構成を変更する必要がある。RCFGレジスタ4についても同様に、命令RAM、データRAMのサイズによって変更する必要がある。
【0022】
図5は、本発明のRTL生成方法及び半導体装置の製造方法の一実施形態を説明する処理手順を示したフローチャートである。プロセッサをコンフィグレーションに合わせて再構成する処理はステップ501にて、コンフィグレータ(30)で行われる。このコンフィグレータ(30)の入力となるのは、コンフィグレーションの情報200とコンフィグレーション可能なプロセッサのRTL記述201である。
【0023】
ここで、コンフィグレーション情報の記述例を以下に示す。
【0024】
この例では、乗算命令(MUL)とコプロセッサ命令(COP)が実装され (ON)、デバッグ機能(DGB)が実装されない(OFF)ことを指定している。また、命令RAMとデータRAMのサイズがともに16KBであることを示している。
【0025】
また、コンフィグレーション可能なRTL記述の例を以下に示す。
【0026】
1行から5行は、乗算命令が実装されているか、実装されていないかを判別する部分である。変数MULが定義されている場合、乗算命令が実装されていることとし、optMULBit信号が1になる(行2)。一方、乗算命令が実装されていない場合は、optMULBit信号が0になる(行4)。
【0027】
6行から10行は、コプロセッサ命令が実装されているか、実装されていないかを判別する部分である。変数COPが定義されている場合、コプロセッサ命令が実装されていることとし、optCOPBit信号が1になる(行7)。一方、乗算命令が実装されていない場合は、optCOPBit信号が0になる(行9)。
【0028】
11行から15行は、デバッグ機能が実装されているか、実装されていないかを判別する部分である。変数DBGが定義されている場合、デバッグ機能が実装されていることとし、optDBGBit信号が1になる(行12)。一方、デバッグ機能が実装されていない場合は、optDBGBit信号が0になる(行14)。
【0029】
行16では、上位29ビットの0の信号と、optMULBit信号、optCOPBit信号、optDBG信号を連結して、32ビットのOPTレジスタ3の値を構成している。
【0030】
コンフィグレータ(30)は、コンフィグレーション情報から、RTLへの定義記述を生成するソフトウェアである。C言語、C++言語やperl言語などで記述される。コンフィグレーション記述から、コンフィグレーション項目の予約語を取り出す。コンフィグレーション項目の予約語としては、本実例では、MUL,COP,DBG,SIZEがある。MUL,COP,DBGについては、実装しているか、実装していないかを示す。実装している場合は、コンフィグレーション記述は“=ON”、実装していない場合は、“=OFF”となっている。コンフィグレータ(30)は、コンフィグレーション記述を読み取り、(予約語)=ONのケースでは、`define (予約語)という、RTL定義記述を生成する。例えば、コンフィグレーション記述
MUL=ON
の場合、コンフィグレータ(30)の出力300は
`define MUL
となる。
【0031】
コンフィグレーション後のプロセッサを記述したRTL300は、LSIの他モジュール301と統合され、LSI全体のRTLとなり、その後は、通常のLSI開発フローと同様に、ステップ502で論理合成されてゲートネットリスト400となる。その後、ゲートネットリスト400に基づいて設計を完了した後、マスクパターンデータを生成し、このマスクパターンデータに基づいてマスクを作成する。マスク作成後、マスクに基づいてステップ504の半導体製造の工程を経てコンフィグレーション情報を読み出し可能な半導体装置600が完成する。 上記の例では、コンフィグレーションによって実装される命令は、乗算命令とコプロセッサ命令であったが、これに限定されない。例えば、上位から続く0あるいは1のビット数を計算する命令、ビット操作命令、除算命令、飽和演算命令、SIMD命令などがある。
【0032】
上記の例では、コンフィグレーションによって実装される機能の例として、デバッグ機能を挙げたがこれに限定されない。例えば、メモリ管理ユニットなども、コンフィグレーションによって実装するかしないかを指定する機能として考えられる。
【0033】
上記の例では、コンフィグレーションによって変更される機能として、命令RAM、データムMのサイズを挙げたが、これに限定されない。例えば、命令RAM、データRAMのバンク数、データキャッシュ、命令キャッシュのサイズ、連想度、ラインサイズ、ライト制御方式など、割り込みコントローラのチャネル数、割り込みレベル、例外のベクタアドレスの開始アドレスなどもコンフィグレーションによって変更される機能として考えられる。
【0034】
本実施形態によれば、変更されたコンフィグレーション情報が、プロセッサのレジスタ3、4に値として保持されているため、ソフトウェアでコンフィグレーション情報を持つ必要がなく。各プロセッサは自己が持っているコンフィグレーション情報に基づいてプログラムの実行部分を最適に選択して実行することができる。また、コンパイラ、アセンブラ、シミュレータ、検証プログラム、リアルタイムOS、あるいはアプリケーションといったソフトウェアで、コンフィグレーション情報を読み出し、対応する処理を実現することを容易に行うことができる。
【0035】
尚、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。
【0036】
また、上記したRTL生成方法は、プログラム化してコンピュータに実行させることにより実施でき、同様の効果を得ることができる。その際、コンピュータプログラムは、フロッピーディスクやハードディスク等のディスク型記録媒体、半導体メモリやカード型メモリなどの各種メモリ、或いは通信ネットワークなどの各種のプログラム記録媒体を通じてコンピュータに供給することができる。
【0037】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、コンフィグレーション情報をハードウェアで持つことができ、コンフィグレーション情報の管理を極めて容易にして各プロセッサでプログラムの実行部分を最適に選択して実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシステムの一実施形態の構成を示したブロック図である。
【図2】図1に示したOPTレジスタ及びRGFGレジスタの構成例を示した模式図である。
【図3】コンフィグレーションによって、乗算命令、コプロセッサ命令、デバッグ機能が実装された時のOPTレジスタの構成を示す模式図である。
【図4】コンフィグレーションによって、乗算命令、コプロセッサ命令、デバッグ機能が実装されなかった時のRGFGレジスタの構成を示す模式図である。
【図5】プロセッサをコンフィグレーションに合わせて再構成する処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
1 実行制御部
2 汎用レジスタ
3 OPTレジスタ
4 RCFGレジスタ
5 セレクタ
Claims (4)
- コンフィグレーション情報とベースとなるプロセッサのRTL記述を入力とする入力手段と、
前記入力手段からの入力情報に基づいて前記コンフィグレーション情報に対応する機能を備えたRTL記述を生成する生成手段とを備え、
前記生成手段により生成された前記プロセッサのRTL記述は、コンフィグレーション情報を記憶するコンフィグレーション情報記憶手段と、前記コンフィグレーション情報を前記記憶手段から読み出して前記プロセッサの汎用の記憶手段にロードする読み出し手段について記述されていることを特徴とするRTL生成システム。 - 前記コンフィグレーション情報は、命令情報又は機能情報であることを特徴とする請求項1記載のRTL生成システム。
- 前記プロセッサのRTL記述のうち、前記コンフィグレーション情報記憶手段は、前記コンフィグレーション情報の項目により規定された命令が実装された場合は、前記コンフィグレーション情報記憶手段の予め定められたビットが1にセットされ、実装されていない場合は0にセットされるように記述されていることを特徴とする請求項1又は2記載のRTL生成システム。
- 前記プロセッサのRTL記述のうち、前記コンフィグレーション情報記憶手段は、前記コンフィグレーション情報の項目により規定された機能が実装された場合は、前記コンフィグレーション情報記憶手段の予め定められたビットあるいは複数ビットに、その機能を示す情報が格納されるように記述されていることを特徴とする請求項1又は2記載のRTL生成システム。
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