JPH0535817A - シミユレーシヨン方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ハザード，スキュー，レーシングなどが発生し
ないシミュレーション方法を提供することを目的とす
る。 【構成】この発明は、入力条件として、「０」と「１」
と「０」より大きく「１」より小さい不定「Ｘ」とにつ
いてシミュレーションするシミュレーション方法におい
て、前記入力条件を「０」→「Ｘ」→「１」あるいは
「１」→「Ｘ」→「０」の順に遷移させてシミュレーシ
ョンするシミュレータであって、レジスタ１０へのクロ
ック入力（Ｃ）が「１」→「Ｘ」→「０」の順、あるい
はその逆に遷移した時に正しいクロック入力（Ｃ）とし
てシミュレーションするため、ハザード，スキュー，レ
ーシングなどが発生しないシミュレーションを実行可能
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば論理シミュレ
ータや機能シミュレータなどにおけるシミュレーション
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の論理シミュレータでは、通常の２
値論理にしたがってシミュレーションする、つまり入力
レベルが「０」→「１」あるいは「１」→「０」に遷移
するものとしてシミュレーションを行うものであった。
また、必要に応じて、回路の遅延時間を考慮しながらシ
ミュレーションするようにしていた。

【０００３】しかしながら、実際には、電気的に「０」
→「１」あるいは「１」→「０」に変化するときにはそ
の中間、つまり入力条件としては「０」と「１」の他に
「０」でも「１」でもないどちらとも取り得る値（不定
レベル）が存在する。このため、現実のハードウエアに
おいては、ハザード，スキュー，レーシングなどが発生
することがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、「０」→「１」あるいは「１」→「０」に
変化するときの中間レベルについてはシミュレーション
を行っていないため、ハザード，スキュー，レーシング
などが発生することがあるという欠点があった。そこ
で、この発明は、ハザード，スキュー，レーシングなど
が発生しないシミュレーション方法を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明のシミュレーション方法にあっては、入
力条件として、第１のレベルと第２のレベルとについて
シミュレーションするシミュレーション方法において、
前記入力条件として、第１のレベルでも第２のレベルで
もない第３のレベルを定義し、前記入力条件を第１のレ
ベル、第３のレベル、第２のレベルあるいは第２のレベ
ル、第３のレベル、第１のレベルの順に遷移させてシミ
ュレーションするシミュレータであって、レジスタへの
クロック入力が第１のレベル、第３のレベル、第２のレ
ベルの順、あるいはその逆に遷移した時に正しいクロッ
ク入力としてシミュレーションし、上記以外の遷移の場
合、出力を第３のレベルに遷移させてシミュレーション
するよう構成されている。

【０００６】

【作用】この発明は、上記した手段により、レジスタへ
のクロック入力が第１のレベル、第３のレベル、第２の
レベルの順、あるいはその逆に遷移した時に正しいクロ
ック入力とし、第１のレベルでもない第２のレベルでも
ない第３のレベルについてもシミュレーションするた
め、ハザード，スキュー，レーシングなどが発生しない
シミュレーションを実行可能とするものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は、この発明のシミュレーション方
法をノット論理に適用した場合を例に示すものである。

【０００８】ここでは、入力条件として、「０」と
「１」のほか、「０」でも「１」でもない「Ｘ」、つま
りどちらとも取り得る不定レベルについてもシミュレー
ションするようにしている。これは、入力レベルが定ま
らない場合に用いられる。この場合のシミュレーション
論理は、同図（ｂ）に示すように、入力（Ａ）が「０」
ならば、出力（Ｂ）は「１」。入力（Ａ）が「Ｘ」なら
ば、出力（Ｂ）は「Ｘ」。入力（Ａ）が「１」ならば、
出力（Ｂ）は「０」。となる。このように、入力が不定
レベルの場合には、出力にも不定論理が現れる。図２
は、アンド論理を例に示すものである。この場合の論理
は、同図（ｂ）に示すように、入力（Ａ）が「０」で、
入力（Ｂ）が「０」ならば、出力（Ｃ）は「０」。入力
（Ａ）が「０」で、入力（Ｂ）が「Ｘ」ならば、出力
（Ｃ）は「０」。入力（Ａ）が「０」で、入力（Ｂ）が
「１」ならば、出力（Ｃ）は「０」。入力（Ａ）が
「Ｘ」で、入力（Ｂ）が「０」ならば、出力（Ｃ）は
「０」。入力（Ａ）が「Ｘ」で、入力（Ｂ）が「Ｘ」な
らば、出力（Ｃ）は「Ｘ」。入力（Ａ）が「Ｘ」で、入
力（Ｂ）が「１」ならば、出力（Ｃ）は「Ｘ」。入力
（Ａ）が「１」で、入力（Ｂ）が「０」ならば、出力
（Ｃ）は「０」。入力（Ａ）が「１」で、入力（Ｂ）が
「Ｘ」ならば、出力（Ｃ）は「Ｘ」。入力（Ａ）が
「１」で、入力（Ｂ）が「１」ならば、出力（Ｃ）は
「１」。となる。図３は、オア論理を例に示すものであ
る。この場合の論理は、図の（ｂ）に示すように、入力
（Ａ）が「０」で、入力（Ｂ）が「０」ならば、出力
（Ｃ）は「０」。入力（Ａ）が「０」で、入力（Ｂ）が
「Ｘ」ならば、出力（Ｃ）は「Ｘ」。入力（Ａ）が
「０」で、入力（Ｂ）が「１」ならば、出力（Ｃ）は
「１」。入力（Ａ）が「Ｘ」で、入力（Ｂ）が「０」な
らば、出力（Ｃ）は「Ｘ」。入力（Ａ）が「Ｘ」で、入
力（Ｂ）が「Ｘ」ならば、出力（Ｃ）は「Ｘ」。入力
（Ａ）が「Ｘ」で、入力（Ｂ）が「１」ならば、出力
（Ｃ）は「１」。入力（Ａ）が「１」で、入力（Ｂ）が
「０」ならば、出力（Ｃ）は「１」。入力（Ａ）が
「１」で、入力（Ｂ）が「Ｘ」ならば、出力（Ｃ）は
「１」。入力（Ａ）が「１」で、入力（Ｂ）が「１」な
らば、出力（Ｃ）は「１」。となる。図４は、ナンド論
理を例に示すものである。この場合のシミュレーション
は、同図（ｂ）に示すように、入力（Ａ）が「０」で、
入力（Ｂ）が「１」なので、出力（Ｃ）は「１」。入力
（Ａ）が「１」で、入力（Ｂ）が「１」なので、出力
（Ｃ）は「Ｘ」。入力（Ａ）が「１」で、入力（Ｂ）が
「１」なので、出力（Ｃ）は「０」。入力（Ａ）が
「１」で、入力（Ｂ）が「０」なので、出力（Ｃ）は
「Ｘ」。入力（Ａ）が「１」で、入力（Ｂ）が「０」な
ので、出力（Ｃ）は「１」。となる。このように、入力
が不定「Ｘ」の場合には、出力（Ｃ）にも同様な不定の
論理が現われる。図５は、上記したナンド論理における
動作例を具体的に示すものである。すなわち、ａのとき
の入力（Ａ），（Ｂ）が「０」，「１」なので、ｂのと
きの出力（Ｃ）は「１」。ｂのときの入力（Ａ），
（Ｂ）が「Ｘ」，「１」なので、ｃのときの出力（Ｃ）
は「Ｘ」。ｃのときの入力（Ａ），（Ｂ）が「１」，
「１」なので、ｄのときの出力（Ｃ）は「０」。ｄのと
きの入力（Ａ），（Ｂ）が「１」，「１」なので、ｅの
ときの出力（Ｃ）は「０」。ｅのときの入力（Ａ），
（Ｂ）が「１」，「１」なので、ｆのときの出力（Ｃ）
は「０」。ｆのときの入力（Ａ），（Ｂ）が「１」，
「１」なので、ｇのときの出力（Ｃ）は「０」。ｇのと
きの入力（Ａ），（Ｂ）が「１」，「１」なので、ｈの
ときの出力（Ｃ）は「０」。ｈのときの入力（Ａ），
（Ｂ）が「１」，「Ｘ」なので、ｉのときの出力（Ｃ）
は「Ｘ」。ｉのときの入力（Ａ），（Ｂ）が「１」，
「０」なので、ｊのときの出力（Ｃ）は「１」。とな
る。この場合、１つのステップはシミュレーションの最
小単位であれば良く、非常に効率の良いものとなってい
る。

【０００９】図６は、上述のシミュレーション方法を不
完全なＴ・ラッチに応用した場合を例に示すものであ
る。この場合、結果としては、出力（Ｑ）が不定とな
る。また、完全なＴ・ラッチに応用した場合を図７に示
している。

【００１０】次に、図８は、本発明に係るシミュレーシ
ョン方法をレジスタに適用した場合を例に示すものであ
る。図８の（ａ）はレジスタ１０の回路を示し、図８の
（ｂ）は正常に動作したときの例を示し、図８の（ｃ）
は異常な動作の例を示している。この場合、「０」レベ
ルが第１のレベル、「１」レベルが第２のレベル、
「Ｘ」レベルが第３のレベルとなる。

【００１１】図８の（ｂ）の正常動作の場合、クロック
入力（Ｃ）は、「０」→「Ｘ」→「１」の順に変化して
おり、入力（Ｄ）が「１」であるので出力（Ｑ）は、レ
ジスタ１０の初期値が不定「Ｘ」で「Ｘ」→「Ｘ」→
「１」と変化する。次に、入力（Ｄ）が「１」→「Ｘ」
→「０」と変化して「０」であるとき、クロック入力
（Ｃ）が「１」→「Ｘ」→「０」と変化した後、再び
「０」→「Ｘ」→「１」と変化すると、出力（Ｑ）は、
「１」→「Ｘ」→「０」と変化する。

【００１２】図８の（ｃ）の異常動作の場合、クロック
入力（Ｃ）は、「０」→「Ｘ」→「１」の順に変化して
おり、入力（Ｄ）が「１」であるので出力（Ｑ）は、レ
ジスタ１０の初期値が不定「Ｘ」で「Ｘ」→「Ｘ」→
「１」と変化する。次に、入力（Ｄ）が「１」→「Ｘ」
→「０」と変化して「０」であるとき、クロック入力
（Ｃ）が「１」→「Ｘ」→「０」と変化した後、再び変
化するとき「０」→「Ｘ」→「Ｘ」→「１」と変化した
場合、出力（Ｑ）は、「１」→「Ｘ」→「Ｘ」と変化
し、異常動作となる。

【００１３】図９は、上述のシミュレーション方法をレ
ジスタ１０に応用した場合を例に示すものである。図９
の（ａ）はレジスタ１０の応用回路を示し、入力（Ａ）
がインバータ２０に入力され、インバータ２０は出力
（Ｂ）を出力する。この出力（Ｂ）と入力（Ａ）とがア
ンド回路３０に入力され、アンド回路３０は出力（Ｃ）
を出力する。出力（Ｃ）を入力されたレジスタ１０は図
８で説明したようにシミュレーションされる。

【００１４】図９の（ｂ）は従来の動作例を示し、図９
の（ｃ）は本発明の動作例を示している。すなわち、図
９の（ｂ）の従来例による動作の場合、入力（Ａ）は
「０」→「１」の順に変化しており、出力（Ｂ）は
「１」→「０」と変化し、出力（Ｃ）は「０」→「１」
→「０」と変化する。ところが、図９の（ｃ）の本発明
の動作例の場合、入力（Ａ）は「０」→「Ｘ」→「１」
→「１」と変化し、出力（Ｂ）は「１」→「１」→
「Ｘ」→「０」と変化し、出力（Ｃ）は「０」→「０」
→「Ｘ」→「Ｘ」と変化し、異常動作となる。この出力
（Ｃ）がレジスタ１０に入力されると図８の（Ｃ）で説
明したような異常動作となる。

【００１５】以上、説明したように、入力レベルをたと
えば「０」→「不定」→「１」あるいは「１」→「不
定」→「０」と遷移させてシミュレーションを行うこと
により、非常にシンプルな論理シミュレータでありなが
ら、ハザード，スキュー，レーシングなどが発生しない
ものとすることができる。なお、この発明は上記実施例
に限定されるものではなく、発明の要旨を変えない範囲
において、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００１６】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、ハザード，スキュー，レーシングなどが発生しない
シミュレーション方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ノット論理に適用した場合を例に示す図。

【図２】アンド論理に適用した場合を例に示す図。

【図３】オア論理に適用した場合を例に示す図。

【図４】ナンド論理に適用した場合を例に示す図。

【図５】ナンド論理における動作の具体例を説明するた
めに示す図。

【図６】不完全なＴ・ラッチに応用した場合を例に示す
図。

【図７】完全なＴ・ラッチに応用した場合を例に示す
図。

【図８】レジスタに適用した場合を例に示す図。

【図９】レジスタに応用した場合を例に示す図。

【符号の説明】

１０…レジスタ、２０…インバータ、３０…アンド回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 入力条件として、第１のレベルと第２の
   レベルとについてシミュレーションするシミュレーショ
   ン方法において、 前記入力条件として、第１のレベルでも第２のレベルで
   もない第３のレベルを定義し、 前記入力条件を第１のレベル、第３のレベル、第２のレ
   ベルあるいは第２のレベル、第３のレベル、第１のレベ
   ルの順に遷移させてシミュレーションするシミュレータ
   であって、 レジスタへのクロック入力が第１のレベル、第３のレベ
   ル、第２のレベルの順、あるいはその逆に遷移した時に
   正しいクロック入力としてシミュレーションし、上記以
   外の遷移の場合、出力を第３のレベルに遷移させること
   を特徴とするシミュレーション方法。