JPH06195410A - 並列回路シミュレーションの回路分割方式 - Google Patents

並列回路シミュレーションの回路分割方式

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JPH06195410A
JPH06195410A JP4344596A JP34459692A JPH06195410A JP H06195410 A JPH06195410 A JP H06195410A JP 4344596 A JP4344596 A JP 4344596A JP 34459692 A JP34459692 A JP 34459692A JP H06195410 A JPH06195410 A JP H06195410A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 並列回路シミュレーションの処理時間を短縮
すること。 【構成】 分割処理3終了後、階層化処理5において荒
谷作成された2個の子回路を参照する親回路より、参照
される子回路の数が、一定個より多い時に、階層化を行
い階層構造を作る。階層構造にすることで、親回路の処
理を並列に行い、全体のシミュレーション時間を短縮で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は大規模LSIの電子回路
設計に用いられる並列回路シミュレーションの回路分割
方式に関し、特に並列回路シミュレーションの並列性を
高め、シミュレーション時間を短縮する回路分割を行う
方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の並列回路シミュレーションの回路
分割の技術としては、例えば、特願昭63−23921
8号に添付した明細書に記載されるように、階層構造を
持った回路を元々の階層構造で保持しつつ、最上位親回
路に参照される部分群から、ネスト解体法などを用い
て、2つに分割する分割処理を、部分回路群からシミュ
レーション予測時間が最大のものに適用し、生成された
部分回路群の数が並列シミュレーションのプロセッサ数
に達するか、あるいは、並列シミュレーション処理予測
時間が飽和されるまで、繰り返すこととなっていた。
【0003】従来の並列回路シミュレーションの回路分
割の技術としては、元の回路構造に係わらず階層レベル
を一階層に揃え、親回路と親回路が参照する部分回路の
構造にし、初期クラスタリング、階層クラスタリング、
レベル別クラスタ交換を用い、部分回路を二分割する処
理を部分回路数がプロセッサ数に達するまで繰り返すと
なっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
一番目の従来の並列回路シミュレーションの回路分割の
技術では、階層構造を持った回路の場合、階層構造を保
持しつつ回路分割を行うこととなっているため、複数の
部分回路間にまたがる節点、つまり、親回路内の節点
は、元の回路の部分回路間ににまたがる節点がそのまま
保存され、さらに分割により、新たな共有節点が生成さ
れ、その結果、親回路内節点数が大きくなることがあ
る。
【0005】また、上述した二番目の従来の並列回路シ
ミュレーションの回路分割の技術では、一つの親回路に
全ての部分回路が参照される構造になっているため、部
分回路の増加により、部分回路間にまたがる節点、つま
り、親回路の節点数が大きくなる。
【0006】従って、従来の並列回路シミュレーション
では、各プロセッサに割り当てられた部分回路の並列処
理による計算後、その部分回路を参照する親回路の計算
が1つのプロセッサで行われるため、親回路の節点数が
大きいということは、並列シミュレーション内の非並列
処理の時間が大きな割合を占めて全体の並列性を損な
い、並列シミュレーションによるシミュレーション時間
の短縮が阻まれるという大きな問題点があった。
【0007】そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点
に鑑み、シミュレーション時間を短縮した並列回路シミ
ュレーションの回路分割方式を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、元の回
路構造を、新たに第1及び第2の部分回路の構造に分割
し、少なくとも前記第1の部分回路に対して、部分回路
数が所定のプロセッサ数に達するまで繰り返して分割を
行い、親回路により参照される複数の部分回路の数が所
定個に達した際に、前記親回路と前記複数の部分回路と
の間に新たに中間親回路を作成して、階層化を行うこと
により、複数個のプロセッサに分散させ並列処理を行う
ことを特徴とする並列回路シミュレーション回路分割方
式が得られる。
【0009】また、本発明によれば、前記並列回路シミ
ュレーションの回路分割方式であって、最上位親回路
は、その下の中間親回路を参照し、その中間親回路は、
その下の中間親回路又は部分回路を参照する階層構造を
呈することを特徴とする並列回路シミュレーションの回
路分割方式が得られる。
【0010】即ち、本発明の並列回路シミュレーション
の回路分割方式は、階層レベルを一階層に揃える。階層
構造を持たないフラットな回路は、電源素子を親回路に
引き上げ、そのほかの素子で一つの部分回路を形成す
る。階層構造を持つ回路は、最下位レベルの部分回路を
保存しつつ、一つの親回路に参照されるように階層を引
き上げて、階層を揃える。また、本発明の並列回路シミ
ュレーションの回路分割方式は、現存する最大の部分回
路の二分割を繰り返し行い、親回路が参照する部分回路
の数が一定個に達した時、次の分割により新たに作成さ
れた2個の部分回路を参照し、従来の親回路から参照さ
れる新たな中間の親回路を作成する。以後、分割毎に中
間の親回路が一定個になるまで行う。さらに部分回路の
分割を行い、中間の親回路内の子回路を参照する数が一
定個に達した場合、同様に次の分割で新たな中間の親回
路を作成し、それを繰り返し続ける。これにより、最上
位親回路がその下の中間の親回路を参照し、中間の親回
路がその下の中間親回路または子回路を参照し、最上位
レベルに部分回路いわゆる子回路がトランジスタ、抵抗
などの素子からなる階層構造を持つ分割回路が生成され
る。並列シミュレーション時には、このプロセッサ数分
だけある子回路が各プロセッサに一つずつ、親回路もプ
ロセッサに一つずつ配られ、シミュレーションが行われ
る。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1は本発明の一実施例としての並列回路
シミュレーションの回路分割方式の処理の流れである。
【0013】先ず、前処理2において、回路図データ入
力1のデータのうち、階層構造を持たないフラットな回
路は、電源素子を親回路に引き上げ、そのほかの素子で
一つの部分回路を形成する。また階層構造を持つ回路
は、最下位レベルの複数部分回路で一つの部分回路を形
成し、一つの親回路にさんしょうされるように階層を引
き上げて、階層を揃える一階層化を行う。ここで、作成
された親回路以外の回路部分を子回路と名付ける。
【0014】次に更新処理3において、現存する子回路
のうち最も大きな子回路を選び、分割対象とする。更新
処理3において選ばれた子回路は、分割処理4において
二分割を行う。分割処理4により、作られた二つの回路
を新たに子回路とする。
【0015】又、階層化処理5において、新たに子回路
が出来たことで、それを参照する親回路が参照する子回
路数が一定個より大きくなった場合、新しく作成された
二個の子回路のみを参照する中間親回路を作成し、その
中間親回路を従来の親回路が参照するように階層化を行
う。
【0016】終了判定処理6において、子回路の数がプ
ロセッサ数に等しければ子回路をそれぞれ部分回路と
し、その上の親回路または中間の親回路から参照され、
親回路内が参照する回路数は一定個以内であるような形
で結果出力7を行う。それ以外の場合は、更新処理3に
戻り、分割を続ける。
【0017】図2は本発明の回路分割方式の分割及び階
層化が行われる図である。特に、プロセッサ数を4個、
親回路が参照する回路数を2個としている。まず、前処
理により親回路S1とS1とに参照されるトランジスタ
などの素子を全て含む子回路S2にする。この子回路S
2が二分割されて、子回路S4、S5が出来る。
【0018】この時の親回路S3は、各々の子回路S
4、S5を参照し、親回路S3のシミュレーション時間
に影響する節点は子回路S4、S5の共有節点である。
二個の子回路S4、S5のうち大きな子回路S4を分割
し、子回路S7、S8を作る。これにより、親回路S6
が3個の子回路S7、S8、S9を参照することになる
ので、新たに中間親回路S11を作り、子回路S12、
S13を参照し、親回路S10に参照されるようにす
る。
【0019】中間親回路S11は、子回路S12、S1
3のみで共有する内部節点と子回路S12、S13が子
回路S14と共有し、親回路S10内の節点でもある外
部節点を持つ。中間親回路S11のシミュレーション時
間は、子回路S12、S13の共有する節点の数が大き
く影響を及ぼす。この様にして、子回路S14も分割、
階層化を行い、中間親回路S19と子回路S20、S2
1を作る。これにより、子回路の数が四個とプロセッサ
数に達したため、処理を終了する。
【0020】図3は図1の回路分割方式の処理の流れを
含んだ並列回路シミュレーションのシステム構成例であ
る。先ずEWS8において、回路図入力11を行い、回
路接続データ12を作成する。次に、回路接続データ1
2よりコントローラ9において、回路分割13、つまり
本発明の並列回路シミュレーションの回路分割方式を用
い、図1の処理を行い、回路分割ファイル14を生成す
る。並列回路シミュレータ10において、並列コンパイ
ル15を行い、オブジェクトデータを作り、並列回路シ
ミュレーション16にかけ、結果ファイル17をコント
ローラ9に出力する。最後に結果ファイル17をEWS
8に転送し、表示18する。
【0021】次に、実施例2として、本発明の並列回路
シミュレーションの回路分割方式を実際の6974個の
トランジスタを持つ回路に適用した例を示す。
【0022】図4は、本回路分割方式を実際に適用した
結果の回路構造である。プロセッサ数8個、親回路が参
照する回路は二個までとして分割を行った。第4階層に
8個の子回路26〜33、それを2個ずつ参照する第3
階層に4個の中間親回路22〜25、第3階層の中間親
回路を2個ずつ参照する第2階層の2個の中間親回路2
0、21、さらに第2階層の中間親回路を参照する第1
階層の親回路19の形になる。
【0023】並列回路シミュレーションにおいては、子
回路26〜33を各プロセッサに1個ずつ、中間親回路
20〜25と親回路19を各々1個ずつプロセッサに割
り当てる。そのシミュレーションの流れは、まず子回路
を並列に処理し、参照している2個の子回路の処理が終
わったものから第3階層の中間親回路が処理を行う。さ
らに参照している2個の中間親回路が終わったものから
第2階層の中間親回路の処理を行い、第2階層の中間親
回路がすべて終わったら、親回路の処理を行う。
【0024】そのため、並列回路シミュレーションのシ
ミュレーション時間は、子回路とそれを参照する第3階
層中間親回路、さらにそれを参照する第2階層中間親回
路と親回路の処理時間の合計である8個のうち最大のも
のに相当する。親回路19、中間親回路20〜25の節
点数34〜40により親回路、中間親回路の処理時間は
変化する。中間親回路の外部節点数は、親回路、中間親
回路の内部節点に比べ、処理時間にほとんど影響を及ぼ
さないことが実験により、わかっている。そのため、並
列シミュレーションの処理時間を短縮するには親回路と
中間親回路の内部節点の数を小さくすることが効果的で
ある。
【0025】図4の回路の子回路処理を除いた処理時間
を節点数で表すと、親回路19、中間親回路21、25
の内部節点数の和31+12+14=57個が他の親回
路と2個の中間親回路の和と比べ最大となり、57+α
が処理時間となる。ただし、αは中間親回路の外部節点
の外部節点により与えられる処理時間に相当する。又、
この回路分割において、階層化処理を行わず、親回路一
個で子回路8個を参照すると、親回路の内部節点数は9
8個となり、そのまま親回路の処理時間に相当する。α
は、98−57=41より小さい値で、階層化構造は親
回路の処理時間を減少させる。
【0026】図5は階層化とそうでない場合の全体のシ
ミュレーション時間の表である。上段は図4の回路、下
段はトランジスタ数8353個の別回路の時間を表す。
どちらの回路に対しても階層化により、シミュレーショ
ン時間を減少させることが出来た。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、回路分割
を行いながら、階層化処理を行っているので、親回路、
中間親回路の節点数をなるべく小さく抑えるという成果
を有する。
【0028】また、並列回路シミュレーターが有するプ
ロセッサ数が増加するにつれ、回路分割を行う回数が増
え、全回路分割終了後の子回路間の共有節点数が増大す
るが、階層化を行うことにより、一つであった親回路が
一つの親回路と複数の中間親回路からなる構造になり、
各々の節点数が小さくつまり処理時間が小さくなり、各
々を異なるプロセッサに分配し、並列処理を行うことが
出来るようになるので、並列回路シミュレーションの全
体時間が短縮されるという成果を有する。実施例2のト
ランジスタ数6974個の回路では、シミュレーション
全体時間が階層構造にすることで、12%減少した。ま
た、トランジスタ数8353個の別の回路は、プロセッ
サ数8個で実施例2のような階層構造に分割した時の全
体シミュレーション時間は、階層化されていない親回路
1個の時間に比べ、約22%の減少を示した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る処理の流れを示すフロー
チャートである。
【図2】図1に示す実施例の分割及び階層化を示す図で
ある。
【図3】図1の実施例に係る並列回路シミュレーション
のシステム構成図である。
【図4】本発明の実施例に係る実際の6974個のトラ
ンジスタを持つ回路に適用した例を示す図である。
【図5】回路を階層化した場合と回路を階層化しない場
合の全体のシミュレーション時間を示す図である。
【符号の説明】
1 回路接続データ入力 2 前処理 3 更新処理 4 分割処理 5 階層化処理 6 終了判定処理 7 結果出力 8 EWS 9 コントローラ 10 並列回路シミュレータ 11 回路図入力 12 回路接続データ 13 回路分割 14 回路分割ファイル 15 並列コンパイル 16 並列回路シミュレーション 17 結果ファイル 18 表示 19 親回路 20,21,22,23,24,25 中間親回路 26,27,28,29,30,31,32,33 子
回路 34,35,36,37,38,39,40 節点数

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 元の回路構造を、新たに第1及び第2の
    部分回路の構造に分割し、少なくとも前記第1の部分回
    路に対して、部分回路数が所定のプロセッサ数に達する
    まで繰り返して分割を行い、親回路により参照される複
    数の部分回路の数が所定個に達した際に、前記親回路と
    前記複数の部分回路との間に新たに中間親回路を作成し
    て、階層化を行うことにより、複数個のプロセッサに分
    散させ並列処理を行うことを特徴とする並列回路シミュ
    レーション回路分割方式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の並列回路シミュレーショ
    ンの回路分割方式であって、最上位親回路は、その下の
    中間親回路を参照し、その中間親回路は、その下の中間
    親回路又は部分回路を参照する階層構造を呈することを
    特徴とする並列回路シミュレーションの回路分割方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003058595A (ja) * 2001-08-16 2003-02-28 Mitsubishi Electric Corp 回路解析装置
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