JP4855283B2 - Semiconductor integrated circuit design equipment - Google Patents
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本発明は、半導体集積回路の設計装置に関し、特に、複数の電源系統を有する半導体集積回路の設計装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit design apparatus, and more particularly to a semiconductor integrated circuit design apparatus having a plurality of power supply systems.
昨今の半導体集積回路の設計においては、低消費電力化の要求が増大しているが、低消費電力化を実現する手法としては、複数の電源系統を用いて半導体集積回路を構成し、電力供給が不要部分には、当該部分への電力供給を遮断してリーク電流を削減したり、電源の電圧値を下げて動作させたり、回路の活性率を下げて充放電電力を低減するなどの技術が開発されている。 In recent semiconductor integrated circuit designs, there is an increasing demand for low power consumption. As a technique for realizing low power consumption, a semiconductor integrated circuit is configured using a plurality of power supply systems, and power is supplied. However, technologies that cut power supply to the relevant part to reduce leakage current, reduce the power supply voltage value, reduce the circuit activation rate, and reduce charging / discharging power at unnecessary parts. Has been developed.
半導体集積回路の論理接続情報(ネットリスト)の作成において、大規模で複雑な半導体集積回路(LSI)の設計では、ゲートレベルでの論理接続情報を作成するのは論理合成ツールであり、各電源系統は、0か1の論理値を表現するために使用されているだけで、電源を区別するという概念は有していない。 When creating logic connection information (netlist) for semiconductor integrated circuits, it is a logic synthesis tool that creates logic connection information at the gate level when designing large-scale and complex semiconductor integrated circuits (LSIs). The system is only used to express a logical value of 0 or 1, and has no concept of distinguishing power sources.
例えば、特許文献1には、多電源回路のシミュレーション方法として、各論理階層内に擬似電源セルと呼ばれるセルを埋め込んでおき、電源の遮断あるいは供給状態を判別して、遮断された論理階層には入力パタン伝播を抑制し、電源が供給されている論理階層に限って論理シミュレーションを実行して、論理シミュレーション時間の短縮を図る技術が開示されている。
For example, in
複数の電源系統を有する大規模で複雑な半導体集積回路の設計において、レイアウト検証、消費電力解析、電圧降下解析およびタイミング解析を実施するには、電源系統を区別して各電源系統ごとに電位情報を与えるなどの電源接続情報が必要となる。 To perform layout verification, power consumption analysis, voltage drop analysis, and timing analysis in the design of large-scale and complicated semiconductor integrated circuits with multiple power supply systems, the potential information for each power supply system is distinguished from each other. Power connection information such as giving is required.
例えば、レイアウト検証では、複数系統の電源を擬似的に単一電源として扱って回路接続情報を作成して、レイアウトデータから抽出した回路接続情報と比較を行うことで検証を実施している。しかし、多電源系統であることの検証は実施できていないため、電気的接続検証(Electrical Rule Checker:ERC)手法などを使って、電気的に分離されているかどうかの検証を実施する。 For example, in layout verification, circuit connection information is created by treating a plurality of power sources as a single power source in a pseudo manner, and verification is performed by comparing with circuit connection information extracted from layout data. However, since it is not possible to verify that the power supply system is a multi-power supply system, an electrical connection verification (Electrical Rule Checker: ERC) method or the like is used to verify whether or not they are electrically separated.
また、物理レイアウトでは、論理階層ごとに電源系統が分離されないことが多く、タイミング解析時に実行する遅延計算においても、各論理階層またはインスタンスごとにどのような電源が供給されるかを設定することは難しいため、電源系統の異なるモジュールごとに遅延計算を実施している。 Also, in the physical layout, the power supply system is often not separated for each logical hierarchy, and it is not possible to set what kind of power is supplied for each logical hierarchy or instance even in the delay calculation executed during timing analysis. Since it is difficult, delay calculation is performed for each module with different power supply systems.
消費電力解析においても同様であり、各論理階層またはインスタンスごとにどのような電源が供給されるかを設定することは難しいため、電源系統の異なるモジュールごとに消費電力計算を実施していた。 The same applies to the power consumption analysis, and it is difficult to set what kind of power is supplied for each logical hierarchy or instance, so power consumption is calculated for each module of a different power system.
従って、複数の電源系統を有するSOC(System On a Chip)の設計においては、複数の電源系統を有していても、それらを擬似的に単一電源系統として取り扱い、複数電源であるという情報をレイアウト検証、消費電力解析、電圧降下解析およびタイミング解析等に反映させるためには、設計者がその都度、それらの設計工程ごとにデータを加工したり、設定ファイルを人手で準備しなければならなかった。 Therefore, in the design of an SOC (System On a Chip) having a plurality of power supply systems, even if there are a plurality of power supply systems, they are treated as a single power supply system in a pseudo manner and information indicating that there are a plurality of power supplies is provided. In order to be reflected in layout verification, power consumption analysis, voltage drop analysis, timing analysis, etc., the designer must process the data for each design process and prepare the setting file manually each time. It was.
また、複数の電源系統を有するという情報は、従来のように論理接続情報を論理回路図データとして扱う場合は、論理階層ごとに与えることしかできなかったり、中間階層で閉じる電源を表現できない上に、大規模で複雑な半導体集積回路に対しては、作業が煩雑であり正確な電源系統の定義を行うことは困難であった。 In addition, the information that there are a plurality of power supply systems can only be given for each logical hierarchy when the logical connection information is handled as logical circuit diagram data as in the conventional case, and the power supply closed in the intermediate hierarchy cannot be expressed. For a large-scale and complicated semiconductor integrated circuit, the work is complicated and it is difficult to accurately define the power supply system.
以上説明したように、複数の電源系統を有する半導体集積回路の設計においては、電源系統を分離して各電源系統ごとに電位情報を与えることが難しく、従来は、電源系統の異なるモジュールごとに検証等を行っており、現実の回路構成に即した検証が実施できないという問題を有していた。 As described above, in designing a semiconductor integrated circuit having a plurality of power supply systems, it is difficult to separate the power supply systems and provide potential information for each power supply system. Etc., and there is a problem that verification according to the actual circuit configuration cannot be performed.
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、複数の電源系統を有する半導体集積回路の設計において、現実の回路構成に即した検証が実施可能な半導体集積回路の設計装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and in designing a semiconductor integrated circuit having a plurality of power supply systems, a semiconductor integrated circuit design apparatus capable of performing verification according to an actual circuit configuration. The purpose is to provide.
本発明に係る1の実施の形態においては、以下の半導体集積回路の設計装置が開示されている。すなわち、ネットリスト生成・変換装置には、論理合成装置から出力されるネットリストと、電源仕様ファイル記憶部から読み出される電源仕様ファイルとが与えられる。電源仕様ファイルは、設計仕様に基づいて予め設定されたファイルであり、複数の電源系統の接続情報などが定義されている。 In one embodiment of the present invention, the following semiconductor integrated circuit design apparatus is disclosed. That is, the netlist generation / conversion device is given a netlist output from the logic synthesis device and a power supply specification file read from the power supply specification file storage unit. The power supply specification file is a file set in advance based on the design specification, and defines connection information for a plurality of power supply systems.
ネットリスト生成・変換装置では、ネットリストおよび電源仕様ファイルに基づいてネットリストの生成および変換を行い、レイアウト用のネットリストとして電源ネット名付きネットリストおよび電源ネット生成コマンドを出力する。 The netlist generation / conversion device generates and converts a netlist based on the netlist and the power supply specification file, and outputs a netlist with a power supply net name and a power supply net generation command as a netlist for layout.
電源ネット名付きネットリストおよび電源ネット生成コマンドは自動配置配線装置に与えられ、自動配置配線が実行される。 The net list with the power net name and the power net generation command are given to the automatic placement and routing apparatus, and automatic placement and routing is executed.
上記実施の形態によれば、論理階層に限らず物理階層に対しても、電源接続情報を自動的に定義することが可能となり、これまでの人手作業によるミスの発生を防止し、これまで困難であった大規模で複雑な半導体集積回路に対する電源接続の定義が可能となる。 According to the above embodiment, it is possible to automatically define power connection information not only in the logical hierarchy but also in the physical hierarchy, preventing the occurrence of mistakes caused by manual labor so far, which has been difficult until now. Therefore, it is possible to define the power supply connection for a large-scale and complicated semiconductor integrated circuit.
<A.実施の形態1>
本発明に係る実施の形態1について、図1に示す半導体集積回路の設計装置100の構成を参照しつつ、図2に示すフローチャートを用いて半導体集積回路の設計装置100の動作について説明する。
<A.
With reference to the configuration of the semiconductor integrated
図1に示すように、半導体集積回路の設計装置100は、論理合成装置1、ネットリスト生成・変換装置2、自動配置配線装置3、電源仕様ファイル記憶部4およびHDLデータ記憶部5を備えている。
As shown in FIG. 1, a semiconductor integrated
論理合成装置1には、ハードウエア記述言語(HDL)で、回路をフリップフロップと組み合わせ論理回路で表現したレベル(RTL:Register Transfer Level)の設計データD1がHDLデータ記憶部5から読み出され、当該設計データD1に基づいて論理合成(ステップS101)を行って、論理接続情報(ネットリスト)D2を作成する。
The
また、ネットリスト生成・変換装置2には、論理合成装置1から出力されるネットリストD2と、電源仕様ファイル記憶部4から読み出される電源仕様ファイルD3とが与えられる。電源仕様ファイルD3は、設計仕様に基づいて予め設定されたファイルであり、複数の電源系統の接続情報などが定義されている。
Further, the netlist generation /
ネットリスト生成・変換装置2では、ネットリストD2および電源仕様ファイルD3に基づいてネットリストの生成および変換を行い(ステップS102)、レイアウト用のネットリストとして電源ネット名付きネットリストD4および電源ネット生成コマンドD5を出力する。
The netlist generation /
電源ネット名付きネットリストD4および電源ネット生成コマンドD5は自動配置配線装置3に与えられ、自動配置配線が実行される(ステップS103)。
The net list with power net name D4 and the power net generation command D5 are given to the automatic placement and
ネットリストD2には、個々のセルに関する電源情報は含まれておらず、従来は操作者が電源仕様に基づいて、電源情報を自動配置配線装置で読み取り可能な形式に変更してネットリストとともに、自動配置配線装置に与えていたが、本発明においては、電源接続情報を自動的に定義することが可能となる。 The netlist D2 does not include power supply information about individual cells. Conventionally, the operator changed the power supply information into a format that can be read by the automatic placement and routing apparatus based on the power supply specifications, together with the netlist, Although given to the automatic placement and routing apparatus, in the present invention, the power connection information can be automatically defined.
ここで、電源仕様ファイルD3で定義される内容の一例について図3を用いて説明する。図3に示すように、電源仕様ファイルD3は、電源領域定義部、電源接続仕様定義部および追加セル情報定義部を備えている。 Here, an example of content defined in the power supply specification file D3 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the power supply specification file D3 includes a power supply region defining unit, a power supply connection defining unit, and an additional cell information defining unit.
電源領域定義部では、半導体集積回路のレイアウト上の電源領域を定義し、各電源領域に属するモジュール名またはインスタンス名を定義する。ここで、モジュールとは所定の機能を示すブロックであり、モジュールは複数の基本単位(セル)によって構成され、各セルには識別のための固有の名称が付けられ、それをインスタンス名と称している。 The power source region defining unit defines a power source region on the layout of the semiconductor integrated circuit, and defines a module name or instance name belonging to each power source region. Here, a module is a block indicating a predetermined function. The module is composed of a plurality of basic units (cells), and each cell is given a unique name for identification, which is referred to as an instance name. Yes.
図3の例では、X4、X5等がモジュール名を表し、SW*はSWで始まるインスタンス名を持つインスタンスを表しており、モジュールX4およびX5は、それぞれ電源領域Area1および2に配設され、SWで始まるインスタンス名を持つインスタンスは電源領域Area3に配設されるように定義されている。 In the example of FIG. 3, X4, X5, etc. represent module names, SW * represents an instance having an instance name beginning with SW, and modules X4 and X5 are arranged in power supply areas Area1 and 2, respectively. An instance having an instance name starting with "" is defined to be arranged in the power supply area Area3.
電源接続仕様定義部では、電源領域定義部で定義した各電源領域に対して、当該領域内の電源端子名およびグランド端子名、およびそれらに接続させる電源ネット名、グランドネット名、それらに割り付けられる電圧値およびその他の制御情報などの接続情報を定義する。また、追加セル情報定義部では、例えば、電源遮断時などに必要となる電源遮断用スイッチセルなどの電源制御用セルを定義する。 In the power connection specification definition section, for each power supply area defined in the power supply area definition section, the power supply terminal name and ground terminal name in the area, and the power supply net name and ground net name to be connected to them are assigned to them. Define connection information such as voltage values and other control information. In addition, the additional cell information definition unit defines a power control cell such as a power shut-off switch cell that is required when the power is shut off.
ネットリスト生成・変換装置2では、電源仕様ファイルD3の情報に基づき、複数のセルのうち、入力論理レベルが常に「0」または常に「1」が与えられる端子を有するものが、何れの電源ネットに接続されるかを定義した電源ネット名付ネットリストD4を作成するとともに、各セルの電源端子およびグランド端子が、何れの電源ネットに接続されるかを定義する電源ネット生成コマンドD5を作成する。
In the netlist generation /
以上説明したように、実施の形態1に係る半導体集積回路の設計装置100においては、複数の電源系統の接続情報が定義された電源仕様ファイルD3を用いることで、ネットリストに基づいて、電源ネット名付きネットリストD4および電源ネット生成コマンドD5を自動的に取得することができる。従って、論理階層に限らず物理階層に対しても、電源接続情報を自動的に定義することが可能となり、これまでの人手作業によるミスの発生を防止し、これまで困難であった大規模で複雑な半導体集積回路に対する電源接続の定義が可能となる。
As described above, the semiconductor integrated
<変形例>
次に、実施の形態1の変形例について、図4に示す半導体集積回路の設計装置100Aの構成を参照しつつ、図5に示すフローチャートを用いて半導体集積回路の設計装置100Aの動作について説明する。なお、図1および図2を用いて説明した実施の形態1と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Modification>
Next, with reference to the configuration of the semiconductor integrated
図4に示すように、半導体集積回路の設計装置100Aでは、必要に応じて追加するセルのユニークなインスタンス名を電源仕様ファイルD3において予め定義し、ネットリスト生成・変換装置2では、ネットリストD2および電源仕様ファイルD3に基づいてネットリストの生成および変換を行い(ステップS102)、電源ネット名付ネットリストD4、電源ネット生成コマンドD5および追加セル挿入用コマンドD6を出力する。
As shown in FIG. 4, in the semiconductor integrated
電源ネット名付ネットリストD4、電源ネット生成コマンドD5および追加セル挿入用コマンドD6は自動配置配線装置3に与えられ、自動配置配線が実行される(ステップS103)。
The net list with power net name D4, the power net generation command D5, and the additional cell insertion command D6 are given to the automatic placement and
なお、ユーザーが追加するセルのユニークなインスタンス名の一例は、図3を用いて説明した電源仕様ファイルD3の追加セル情報定義部において示されており、ネットリスト生成・変換装置2では、その情報に基づいて、追加セルが何れの電源領域に配置され、何れの電源ネットに接続されるかを定義した追加セル挿入用コマンドD6を生成する。 An example of the unique instance name of the cell added by the user is shown in the additional cell information definition part of the power specification file D3 described with reference to FIG. Based on the above, an additional cell insertion command D6 is generated that defines in which power supply area the additional cell is arranged and to which power supply net is connected.
ここで、ユニークなインスタンス名としているのは、同一デザイン内ではインスタンス名が重複することは許されないので、他と重ならない名称を付与する必要があるからである。図3に示す例では、追加セル情報定義部におけるSW1が該当する。 Here, the unique instance name is used because it is not allowed to duplicate the instance name in the same design, so it is necessary to give a name that does not overlap with the other. In the example shown in FIG. 3, SW1 in the additional cell information definition unit corresponds.
ユニークなインスタンス名を持つ追加セル情報は、どの電源領域にセルを追加するかという情報を含み、図3に示す例では、インスタンス名SW1を付与されたセルPSWを電源領域Area3に追加することになる。なお、セルPSWはモジュールX7を構成するセルである。 The additional cell information having a unique instance name includes information on which power supply region the cell is added to, and in the example shown in FIG. 3, the cell PSW given the instance name SW1 is added to the power supply region Area3. Become. The cell PSW is a cell constituting the module X7.
ネットリスト(論理接続情報)D2には電源情報を含まないため、ネットリスト生成・変換装置2では、電源仕様ファイルD3で定義された仕様に従って、自動配置配線装置3が認識可能な電源ネット生成コマンドD5や追加セル挿入用コマンドD6を生成する。
Since the netlist (logical connection information) D2 does not include power supply information, the netlist generation /
自動配置配線装置3では、電源ネット生成コマンドD5に従って電源接続情報(電源ネット)を生成し、また、追加セル挿入用コマンドD6に従ってセルを追加する。
The automatic placement and
なお、ここで想定している追加セルは、論理接続情報を変化させず、電源接続情報のみを変化させることになる。 Note that the additional cell assumed here changes only the power connection information without changing the logical connection information.
以上説明したように、実施の形態1の変形例に係る半導体集積回路の設計装置100Aにおいては、ネットリスト生成・変換装置2において追加セル挿入用コマンドD6を生成して自動配置配線装置3に与えるので、自動配置配線装置3において、特定の電源領域に仕様通りに必要なセルを追加配置することが可能となる。
As described above, in the semiconductor integrated
なお、電源仕様ファイルD3の追加セル情報定義部で定義されるセルは電源制御用セルに限定されるものではなく、電源配線に発生するノイズを低減させることを目的として隙間領域に配置される容量セルや設計ルールを満たすために隙間領域に配置される隙間セルなどを定義しても良い。 The cells defined in the additional cell information definition section of the power specification file D3 are not limited to the power control cells, but are the capacities arranged in the gap region for the purpose of reducing noise generated in the power wiring. In order to satisfy the cell and the design rule, a gap cell arranged in the gap area may be defined.
これらは初期のネットリストには含まれておらず、自動配置配線などのレイアウト工程で必要に応じて追加されるセルである。これら追加セルのインスタンス名を電源仕様ファイルD3で予め定義しておくことで、ネットリスト生成・変換装置2において、指定した電源領域に指定したセルを追加する追加セル挿入用コマンドD6を生成し、自動配置配線装置3で電源仕様通りに配置することが可能となる。
These are cells that are not included in the initial netlist and are added as needed in a layout process such as automatic placement and routing. By defining the instance names of these additional cells in advance in the power supply specification file D3, the netlist generation /
<B.実施の形態2>
本発明に係る実施の形態2について、図6に示す半導体集積回路の設計装置200の構成を参照しつつ、図7に示すフローチャートを用いて半導体集積回路の設計装置200の動作について説明する。
<B. Second Embodiment>
With reference to the configuration of the semiconductor integrated
図6に示すように、半導体集積回路の設計装置200は、論理合成装置1、ネットリスト生成・変換装置2、電源仕様ファイル記憶部4、HDLデータ記憶部5、論理シミュレーション装置6、テストパタン記憶部7およびセルライブラリ記憶部8を備えている。なお、図1および図2を用いて説明した実施の形態1と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 6, a semiconductor integrated
ネットリスト生成・変換装置2では、ネットリストD2および電源仕様ファイルD3に基づいてネットリストの生成および変換を行い(ステップS102)、レイアウト用のネットリストとして電源ネット名付ネットリストD4を出力する。
The netlist generation /
電源ネット名付ネットリストD4は、電源情報付セルライブラリ記憶部8から読み出された電源遮断状時および電源供給時における各論理セルの振舞いを定義した電源情報付セルライブラリD8とともに論理シミュレーション装置6に与えられ、論理シミュレーション装置6において電源遮断状態での論理シミュレーションが実行される(ステップS104)。なお、論理シミュレーションに際しては、テストパタン記憶部7から読み出されるテストパタンD7が使用される。 The netlist D4 with power net name is a logic simulation device 6 together with the cell library with power information D8 that defines the behavior of each logic cell when the power is cut off and when the power is supplied, read from the cell library storage unit 8 with power information. And the logic simulation in the power-off state is executed in the logic simulation device 6 (step S104). In the logic simulation, the test pattern D7 read from the test pattern storage unit 7 is used.
論理シミュレーション装置6における論理シミュレーションは、通常は電源供給状態における論理回路の動作を確認するために行うものであり、回路設計において必要な工程である。本実施の形態では、電源遮断時などで、本来あるべきはずの電源が切断された場合でも、論理回路が誤動作を生じずに、きちんと制御されているかどうかをシミュレーションするために、電源情報付セルライブラリD8に含まれる電源遮断状時の各論理セルの振舞い情報を使用する。 The logic simulation in the logic simulation device 6 is normally performed to confirm the operation of the logic circuit in the power supply state, and is a necessary step in circuit design. In this embodiment, in order to simulate whether the logic circuit is properly controlled without causing malfunction even when the power supply that should have been supposed is cut off, such as when the power is cut off, The behavior information of each logic cell in the power-off state included in the library D8 is used.
なお、電源情報付セルライブラリD8は、通常使用されるライブラリと同じく、必要に応じて予め準備されるものであり、電源情報付とは、電源供給状態であるか、または電源遮断状態であるかの電源情報を有していることを意味している。 Note that the cell library with power information D8 is prepared in advance as necessary, like a normally used library, and that with power information is a power supply state or a power shut-off state. It means that it has the power supply information.
以上説明したように、実施の形態2に係る半導体集積回路の設計装置200においては、ネットリスト生成・変換装置2から出力される電源ネット名付ネットリストD4および電源情報付セルライブラリ記憶部8から読み出された電源情報付セルライブラリD8に基づいて論理シミュレーションを行うことで、各電源領域に属する論理セルが電源遮断時にどのように振舞うかを検証することが可能となる。
As described above, in the semiconductor integrated
<C.実施の形態3>
本発明に係る実施の形態3について、図8に示す半導体集積回路の設計装置300の構成を参照しつつ、図9に示すフローチャートを用いて半導体集積回路の設計装置300の動作について説明する。
<
With reference to the configuration of the semiconductor integrated
図8に示すように、半導体集積回路の設計装置300は、ネットリスト生成・変換装置2、自動配置配線装置3、電源仕様ファイル記憶部4およびレイアウト検証装置9を備えている。なお、図1および図2を用いて説明した実施の形態1と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 8, the semiconductor integrated
図8に示す半導体集積回路の設計装置300は、自動配置配線装置3で作成された半導体集積回路のレイアウトが、回路接続情報通りに作成されているかどうかを検証するLVS(Layout vs Schematic)検証を行う設計装置である。
The semiconductor integrated
ネットリスト生成・変換装置2は、自動配置配線装置3から自動配置配線(ステップS201)後に出力されるレイアウト後のネットリストD11および電源仕様ファイル記憶部4から読み出した電源仕様ファイルD3を受けてネットリストの生成および変換を行い(ステップS202)、電源仕様通りに電源接続情報を含めた電源情報付ネットリストD13を生成する。
The netlist generation /
自動配置配線装置3ではネットリストに基づいてレイアウトを行うが、自動配置配線装置3での処理によって論理が変更されている場合があり、レイアウト後のネットリストD11には上述した論理の変更を含んでおり、当該レイアウト後のネットリストD11と電源仕様ファイルD3とに基づいて作成した電源情報付ネットリストD13は、変更された論理接続情報に電源接続情報を付加した形式になっている。
The automatic placement and
電源情報付ネットリストD13はレイアウト検証装置9に与えられ、レイアウト検証装置9では、自動配置配線装置3から読み出したレイアウト後物理情報D12と併せてレイアウト検証(ステップS203)に使用する。
The net list with power information D13 is given to the
レイアウト検証装置9では、電源情報付ネットリストD13とレイアウト後物理情報D12と用いて論理の接続状態を検証する。
The
従来、複数の電源系統を有する半導体集積回路のLVS検証を実施する際には、単一の電源系統として扱い、電源を区別せずに検証を実施していたため、複数の電源系統を有するか否かについて、ERC法などの別の検証手段で検証していた。 Conventionally, when performing LVS verification of a semiconductor integrated circuit having a plurality of power supply systems, the verification is performed without distinguishing between the power supplies because it is treated as a single power supply system. This has been verified by another verification means such as the ERC method.
しかし、半導体集積回路の設計装置300では、レイアウト検証装置9において電源情報付ネットリストD13の情報を利用するので、複数の電源系統を有する半導体集積回路において、それぞれの電源を別信号として扱うことで、電源を区別した検証が可能となる。
However, in the semiconductor integrated
また、図3を用いて説明したように、電源仕様ファイルD3に、例えば、電源制御用セルを定義する追加セル情報定義部を設定することで、ネットリスト生成・変換装置2において、電源の遮断および供給を制御するための電源遮断用スイッチセルを電源仕様通りに設定した、電源情報付ネットリストD13を作成することが可能となる。
In addition, as described with reference to FIG. 3, the netlist generation /
次に、図10および図11を用いて、レイアウト検証装置9において検証対象となるレイアウト後の回路接続の一例を説明する。
Next, an example of circuit connection after layout to be verified in the
図10は、電源仕様ファイルD3に基づいて作成される各モジュールの配置図であり、電源系統の割付け前の状態を表している。図10に示すように、電源領域Area1に属するモジュールX4、電源領域Area2に属するモジュールX5、電源領域Area3に属するモジュールX7がそれぞれ独立して配置されている。 FIG. 10 is a layout diagram of each module created based on the power supply specification file D3, and shows a state before the power supply system is assigned. As shown in FIG. 10, a module X4 belonging to the power supply area Area1, a module X5 belonging to the power supply area Area2, and a module X7 belonging to the power supply area Area3 are arranged independently.
モジュールX5はセル110を含み、モジュールX4はセル120を含み、モジュールX7はスイッチセル130を含んでいる。また、モジュールX5には、外部端子109にも電気的に接続される構成となっている。
Module X5 includes
図11においては、各モジュールに対して電源系統を割付けた状態を表しており、モジュールX5においては、セル110のVCCQ端子、VDD端子、VSSQ端子およびVSS端子に、それぞれVCC外部端子21、VDD2外部端子22、VSSC外部端子23およびVSS2外部端子24が接続されるように配線されている。
FIG. 11 shows a state in which the power supply system is assigned to each module. In the module X5, the VCC
また、セル110のE端子、RE端子およびCDN端子はVDD端子に共通に接続されるとともに外部端子109にも接続され、SE端子はVCC外部端子21に接続される構成となっている。
Further, the E terminal, the RE terminal, and the CDN terminal of the
モジュールX4においては、セル120のVBP端子、VDD端子およびVBN端子が、それぞれVBP外部端子31、VDD1外部端子32およびVBN外部端子33に接続されるように配線されている。また、セル120のVSS端子は、スイッチセル130のVSSM端子に接続され、スイッチセル130のVSS端子は、VSS外部端子34に接続されている。なお、スイッチセル130のctl端子は、電源ネットnet1を介してモジュールX7のXXX端子に接続されている。
In the module X4, the VBP terminal, the VDD terminal, and the VBN terminal of the
このように、ネットリスト生成・変換装置2において作成した、電源情報付ネットリストD13を用いることで、初期のネットリストには存在していない電源遮断用スイッチセルを、レイアウト後の回路接続情報に電源仕様通りに設定することができる。なお、電源遮断用スイッチセルの情報は電源接続情報に含まれるので、電源情報を含まないネットリストには、元々存在していない。
As described above, by using the netlist with power supply information D13 created in the netlist generation /
以上説明したように、実施の形態3に係る半導体集積回路の設計装置300においては、レイアウト検証装置9において電源情報付ネットリストD13の情報を利用するので、複数の電源系統を有する半導体集積回路において、それぞれの電源を別信号として扱うことで、電源系統を区別した検証が可能となる。
As described above, in the semiconductor integrated
また、レイアウト作成工程とは別個に作成される電源仕様ファイルD3の電源接続情報を用いるため、検証結果の正当性も保証されることになる。 Further, since the power connection information of the power specification file D3 created separately from the layout creation process is used, the validity of the verification result is also guaranteed.
<D.実施の形態4>
本発明に係る実施の形態4について、図12に示す半導体集積回路の設計装置400の構成を参照しつつ、図13に示すフローチャートを用いて半導体集積回路の設計装置400の動作について説明する。
<D. Embodiment 4>
The operation of the semiconductor integrated
図12に示すように、半導体集積回路の設計装置400は、ネットリスト生成・変換装置2、自動配置配線装置3、電源仕様ファイル記憶部4、レイアウトパラメータ抽出装置10、遅延ライブラリ記憶部11、遅延計算装置12および静的タイミング検証装置13を備えている。なお、図1および図2を用いて説明した実施の形態1と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 12, a semiconductor integrated
図12に示す半導体集積回路の設計装置400は、タイミング解析で必要となる情報を自動生成することが可能な設計装置である。
A semiconductor integrated
ネットリスト生成・変換装置2は、自動配置配線装置3から自動配置配線(ステップS201)後に出力されるレイアウト後のネットリストD11および電源仕様ファイル記憶部4から読み出した電源仕様ファイルD3を受けてネットリストの生成および変換を行い(ステップS202)、電源仕様ファイルD3で定義される、電源ネット名や電圧値を、各電源領域に属するセルごとに規定する供給電位情報D14を生成する。供給電位情報D14において、セルごとに電位を規定することで、異なる電位間の接続を認識することが可能となる。
The netlist generation /
また、レイアウトパラメータ抽出装置10では、自動配置配線装置3から読み出したレイアウト後物理情報D12から抵抗値(R)および容量値(C)に関するレイアウトパラメータを抽出し(ステップS204)、RC情報(抵抗・容量情報)D15として出力する。
Further, the layout
すなわち、レイアウト後物理情報D12には、自動配置配線装置3等のレイアウトツールで作成されたレイヤごとの図形情報(すなわちマスクパタン)が含まれており、この情報に基づいて、レイアウトパラメータ抽出装置10では、配線間の寄生容量値や寄生抵抗値などを計算する。
That is, the post-layout physical information D12 includes graphic information (that is, mask pattern) for each layer created by a layout tool such as the automatic placement and
供給電位情報D14は遅延計算装置12に与えられ、遅延計算装置12では、レイアウトパラメータ抽出装置10から出力されるRC情報D15と併せて遅延計算(ステップS205)に使用する。
The supply potential information D14 is given to the
遅延計算装置12では、遅延ライブラリ記憶部11から読み出した電源電圧可変対応遅延ライブラリD16、RC情報D15および供給電位情報D14を用いて、信号線の持つ寄生容量値および抵抗値に基づいて、セル内およびセル間を信号が伝播するのに必要な時間を算出する遅延計算を実行する(ステップS205)。
The
電源電圧可変対応遅延ライブラリD16では、セルに供給される電圧値に応じた遅延値が定義されており、電圧値によって遅延値が変化する情報を含めることが可能である。例えば、基準となるポイントで定義された遅延値に所定の係数を掛けることで、任意の電圧値における遅延値を求めて電圧値ごとに遅延値を定義すれば良い。つまり、セルに供給される電圧値が判れば、その電圧値に応じた各セルでの遅延値を計算することができる。 In the delay library D16 for variable power supply voltage, a delay value corresponding to the voltage value supplied to the cell is defined, and it is possible to include information in which the delay value varies depending on the voltage value. For example, a delay value at an arbitrary voltage value may be obtained by multiplying a delay value defined at a reference point by a predetermined coefficient, and a delay value may be defined for each voltage value. That is, if the voltage value supplied to the cell is known, the delay value in each cell according to the voltage value can be calculated.
遅延計算を実行した後は、遅延計算装置12で生成される遅延値情報(セル内およびセル間を信号が伝播するのに必要な時間)を静的タイミング検証装置13に入力する。
After executing the delay calculation, the delay value information generated by the delay calculation device 12 (the time required for the signal to propagate within and between cells) is input to the static
静的タイミング検証装置13では、遅延ライブラリ記憶部11から読み出した電源電圧可変対応遅延ライブラリD16と遅延値情報とに基づいて、回路内で正しく信号が伝播するか、また、想定している仕様通りのタイミング性能を満たしているかを検証する静的タイミング検証(ステップS206)を実行する。
In the static
実施の形態4に係る半導体集積回路の設計装置400においては、ネットリスト生成・変換装置2が、電源ネット名や電圧値を、各電源領域に属するセルごとに規定する供給電位情報D14を生成し、遅延計算装置12では、供給電位情報D14、RC情報D15および電源電圧可変対応遅延ライブラリD16を用いて遅延計算を行うので、遅延計算およびタイミング解析を半導体集積回路上の全ての電源領域で一括して実施することが可能となる。
In the semiconductor integrated
<E.実施の形態5>
本発明に係る実施の形態5について、図14に示す半導体集積回路の設計装置500の構成を参照しつつ、図15に示すフローチャートを用いて半導体集積回路の設計装置500の動作について説明する。
<
The operation of the semiconductor integrated
図14に示すように、半導体集積回路の設計装置500は、ネットリスト生成・変換装置2、自動配置配線装置3、電源仕様ファイル記憶部4、レイアウトパラメータ抽出装置10、消費電力値ライブラリ記憶部14、消費電力解析装置15および電圧降下解析装置16を備えている。なお、図12および図13を用いて説明した実施の形態4と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 14, a semiconductor integrated
図14に示す半導体集積回路の設計装置500は、消費電力解析および電圧降下解析で必要となる情報を自動生成することが可能な設計装置である。
A semiconductor integrated
ネットリスト生成・変換装置2は、自動配置配線装置3から自動配置配線(ステップS201)後に出力されるレイアウト後のネットリストD11および電源仕様ファイル記憶部4から読み出した電源仕様ファイルD3を受けてネットリストの生成および変換を行い(ステップS202)、電源仕様ファイルD3で定義される、電源ネット名や電圧値を、各電源領域に属するセルごとに規定する供給電位情報D14を生成する。
The netlist generation /
また、レイアウトパラメータ抽出装置10では、自動配置配線装置3から読み出したレイアウト後物理情報D12から抵抗値(R)および容量値(C)に関するレイアウトパラメータを抽出し(ステップS204)、RC情報D15として出力する。
Further, the layout
供給電位情報D14は消費電力解析装置15に与えられ、消費電力解析装置15では、レイアウトパラメータ抽出装置10から出力されるRC情報D15と併せて半導体集積回路の消費電力の解析(ステップS207)に使用する。
The supply potential information D14 is given to the power
消費電力解析装置15では、消費電力値ライブラリ記憶部14から読み出した消費電力値ライブラリD17と、RC情報D15および供給電位情報D14を用いて、セルに供給される電源電圧値と、そのセルが駆動する(すなわち充放電する)信号線の容量値および動作周波数に基づいて、セルが駆動する際に、すなわち信号線を充放電する際に必要となる電力値を計算する。
The
消費電力値ライブラリD17には、セルで消費される電力が定義されており、消費電力解析装置15では、求めた充放電電力とセルで消費される電力(貫通電力および漏れ電力)を足し合わせることでインスタンスごとの消費電力を求め、消費電力情報D18として出力する。なお、インスタンスごとの消費電力から、それぞれのインスタンスが消費する電流値を求めることができ、各インスタンスが消費する電流値が判れば、電源配線上を流れる電流値を求めることができる。
The power consumption value library D17 defines the power consumed by the cell, and the
インスタンスごとの消費電力情報D18は電圧降下解析装置16に与えられ、電圧降下解析装置16では、RC情報D15と併せて、各インスタンスに供給される電圧値が、理想的な電圧値からどの程度の電圧降下を発生しているかを計算する(ステップS208)。
The power consumption information D18 for each instance is given to the voltage
実施の形態5に係る半導体集積回路の設計装置500においては、ネットリスト生成・変換装置2が、電源ネット名や電圧値を、各電源領域に属するセルごとに規定する供給電位情報D14を生成し、消費電力解析装置15では、供給電位情報D14、RC情報D15および消費電力値ライブラリD17を用いて、消費電力解析を行うので、消費電力解析および電圧降下解析を半導体集積回路上の全ての電源領域で一括して実施することが可能となる。
In the semiconductor integrated
以上説明した、実施の形態1〜5の半導体集積回路の設計装置100〜500の実現にあたっては、コンピュータシステムを利用すれば良い。
In realizing the semiconductor integrated
すなわち、論理合成装置1、ネットリスト生成・変換装置2、自動配置配線装置3、論理シミュレーション装置6、レイアウト検証装置9、レイアウトパラメータ抽出装置10、遅延計算装置12および静的タイミング検証装置13、消費電力解析装置15および電圧降下解析装置16の機能は、コンピュータプログラム(レイアウト生成プログラム)をコンピュータ上で実行することにより実現することができ、その場合は当該プログラムは磁気記録媒体あるいは光ディスク等の記録媒体によって供給される。また、当該プログラムは信号の形態で通信回線を通じて供給し、また、さらに記録媒体にダウンロードさせることができる。
That is, the
また、電源仕様ファイル記憶部4、HDLデータ記憶部5、テストパタン記憶部7、セルライブラリ記憶部8、遅延ライブラリ記憶部11および消費電力値ライブラリ記憶部14は、コンピュータシステムの記憶装置を使用して実現することができ、記憶装置に記憶させる各種データは、記録媒体あるいは通信回線を通じて入力することができる。
The power specification file storage unit 4, the HDL
Claims (4)
前記半導体集積回路のレイアウト上の複数の電源領域について、それぞれに属するモジュール名またはインスタンス名が定義された電源領域定義部と、前記複数の電源領域のそれぞれに対して、各領域内の電源端子名およびグランド端子名、およびそれらに接続させる電源ネット名、グランドネット名、およびそれらに割り付けられる電圧値を少なくとも含む電源接続情報が定義された電源接続仕様定義部と、を有した電源仕様ファイルと、
論理接続情報を示すネットリストとを受けて、前記半導体集積回路を構成する基本単位である複数のセルのうち、入力論理レベルが常に「0」または常に「1」が与えられる端子を有するものが、何れの電源ネットに接続されるかを定義した電源ネット名付ネットリストを作成するとともに、前記セルの電源端子およびグランド端子が、何れの前記電源ネットに接続されるかを定義する電源ネット生成コマンドを作成するネットリスト生成・変換装置と、
前記電源ネット名付ネットリストおよび前記電源ネット生成コマンドを受けて自動配置配線を行う、自動配置配線装置とを備える、半導体集積回路の設計装置。 A device for designing a semiconductor integrated circuit having a plurality of power supply systems,
For a plurality of power supply regions on the layout of the semiconductor integrated circuit, a power supply region definition section in which module names or instance names belonging to the respective power supply regions are defined, and for each of the plurality of power supply regions, a power supply terminal name in each region And a power supply specification file having a power supply specification definition section in which power supply connection information including at least a ground terminal name, a power supply net name connected to them, a ground net name, and a voltage value assigned to them is defined;
A plurality of cells, which are basic units constituting the semiconductor integrated circuit, having a terminal to which an input logic level is always given “0” or “1” is received in response to a net list indicating logical connection information. Create a power net named net list that defines which power net is connected, and generate a power net that defines which power net and ground terminal of the cell are connected to A netlist generator / converter for creating commands;
An apparatus for designing a semiconductor integrated circuit, comprising: an automatic placement and routing apparatus that performs automatic placement and routing in response to the power supply net named netlist and the power supply net generation command.
ユニークなインスタンス名を付与された電源制御用セルが、前記複数の電源領域の何れに属するかを定義した追加セル情報定義部を含み、
前記ネットリスト生成・変換装置は、電源制御用のセルが何れの電源ネットに接続されるかを定義した追加セル挿入用コマンドも併せて生成して前記自動配置配線装置に与える、請求項1記載の半導体集積回路の設計装置。 The power specification file is
Including an additional cell information definition section that defines which of the plurality of power supply regions a power control cell to which a unique instance name is assigned,
2. The netlist generation / conversion device also generates an additional cell insertion command that defines which power supply net a power control cell is connected to and supplies the command to the automatic placement and routing device. Semiconductor integrated circuit design equipment.
前記半導体集積回路のレイアウト上の複数の電源領域について、それぞれに属するモジュール名またはインスタンス名が定義された電源領域定義部と、前記複数の電源領域のそれぞれに対して、各領域内の電源端子名およびグランド端子名、およびそれらに接続させる電源ネット名、グランドネット名、およびそれらに割り付けられる電圧値を少なくとも含む電源接続情報が定義された電源接続仕様定義部と、を有した電源仕様ファイルと、
論理接続情報を示すネットリストとを受けて、前記半導体集積回路を構成する基本単位である複数のセルのうち、入力論理レベルが常に「0」または常に「1」が与えられる端子を有するものが、何れの電源ネットに接続されるかを定義した電源ネット名付ネットリストを作成するネットリスト生成・変換装置と、
電源遮断状時および電源供給時における論理セルの振舞いを定義した電源情報付セルライブラリおよび前記電源ネット名付ネットリストを受けて、論理シミュレーションを行う、論理シミュレーション装置と、を備える半導体集積回路の設計装置。 A device for designing a semiconductor integrated circuit having a plurality of power supply systems,
For a plurality of power supply regions on the layout of the semiconductor integrated circuit, a power supply region definition section in which module names or instance names belonging to the respective power supply regions are defined, and for each of the plurality of power supply regions, a power supply terminal name in each region And a power supply specification file having a power supply specification definition section in which power supply connection information including at least a ground terminal name, a power supply net name connected to them, a ground net name, and a voltage value assigned to them is defined;
A plurality of cells, which are basic units constituting the semiconductor integrated circuit, having a terminal to which an input logic level is always given “0” or “1” is received in response to a net list indicating logical connection information. A netlist generation / conversion device that creates a netlist with a power net name that defines which power net is connected to,
Design of a semiconductor integrated circuit comprising a logic library and a logic simulation apparatus that receives a cell library with power information defining a behavior of a logic cell at the time of power shutoff and power supply and a netlist with a power net name apparatus.
自動配置配線装置と、
前記半導体集積回路のレイアウト上の複数の電源領域について、それぞれに属するモジュール名またはインスタンス名が定義された電源領域定義部と、前記複数の電源領域のそれぞれに対して、各領域内の電源端子名およびグランド端子名、およびそれらに接続させる電源ネット名、グランドネット名、およびそれらに割り付けられる電圧値を少なくとも含む電源接続情報が定義された電源接続仕様定義部と、を有した電源仕様ファイルと、
前記自動配置配線装置から出力されるレイアウト後の論理接続情報を示すレイアウト後ネットリストとを受けて、前記レイアウト後の論理接続情報に前記電源接続情報を付加した電源情報付ネットリストを作成するネットリスト生成・変換装置と、
前記自動配置配線装置から出力されるレイアウト後物理情報および前記電源情報付ネットリストを受けてレイアウト検証を行う、レイアウト検証装置と、を備え、
前記電源仕様ファイルは、
電源の遮断および供給を制御するための電源遮断用スイッチセルが、前記複数の電源領域の何れに属するかを定義した追加セル情報定義部を含み、
前記ネットリスト生成・変換装置は、前記電源情報付ネットリストに前記電源遮断用スイッチセルの情報を付加する半導体集積回路の設計装置。 A device for designing a semiconductor integrated circuit having a plurality of power supply systems,
Automatic placement and routing equipment;
For a plurality of power supply regions on the layout of the semiconductor integrated circuit, a power supply region definition section in which module names or instance names belonging to the respective power supply regions are defined, and for each of the plurality of power supply regions, a power supply terminal name in each region And a power supply specification file having a power supply specification definition section in which power supply connection information including at least a ground terminal name, a power supply net name connected to them, a ground net name, and a voltage value assigned to them is defined;
A net that generates a netlist with power supply information in which the power connection information is added to the logical connection information after layout in response to the post-layout net connection information indicating the logical connection information after layout output from the automatic placement and routing apparatus A list generator / converter;
A layout verification device that receives the post-layout physical information output from the automatic placement and routing apparatus and the net list with power supply information, and performs layout verification ; and
The power specification file is
An additional cell information defining unit that defines which of the plurality of power supply regions a power cutoff switch cell for controlling power supply cutoff and supply includes:
The netlist generator-converter system, the apparatus for designing a semiconductor integrated circuit you additional information of the power cut-off switch cell in the netlist with the power supply information.
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