JPH07152815A

JPH07152815A - 論理回路

Info

Publication number: JPH07152815A
Application number: JP5298793A
Authority: JP
Inventors: Chigusa Nakada; 千草中田
Original assignee: NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Current assignee: NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】不定値認識論理基本回路の適用を介して、論理
回路検証装置による論理回路シミュレーションの高速化
を図る。【構成】本実施例の不定値認識論理積回路においては、
データ部１０１と属性部１０２を含む第１の入力信号
と、データ部１０３と属性部１０４を含む第２の入力信
号を受けて、データ部１０５と属性部１０６を含む出力
信号が出力される。論理和回路１１においては、第１の
入力信号が論理値“０”であることが検出される。論理
和回路１１または論理和回路１３の何れかの出力が
“０”であれば、データ部１０５および属性部１０６と
して“０”が出力される。論理和回路１２においては、
入力信号の一方が不定値であることが検出される。論理
和回路１２の出力が“１”の場合、属性部１０２または
属性部１０４の何れかが論理値“０”でない場合には、
属性部１０６には“１”が不定値として出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は論理回路に関し、特に論
理回路の検証を行う論理回路検証装置の実現手法として
利用される基本的な論理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、ド・モルガンの定義による基本
的な論理回路が図６に示されており、また、図７（ａ）
および（ｂ）には、従来の基本論理回路における入出力
関係を示す真理値表が示されている。図７（ａ）は論理
積回路の真理値表であり、２組の入力の組合わせにおい
て、双方の入力値が共に“１”の場合には、論理値とし
て“１”が出力され、また、一方の入力値が“０”の場
合には、論理値として“０”が出力されることを表して
いる。図６に示されるように、図７（ａ）の真理値表に
対応する論理積回路６１と、図７（ｂ）の真理値表に対
応する論理反転回路６２の組合わせにより、基本論理回
路としての論理和回路６３、論理和否定回路６４、論理
積否定回路６５および排他的論理和回路６６等が実現さ
れる。

【０００３】次に、上述した基本論理回路の組合わせに
より構成される論理回路を、コンピュータ・システム内
の記憶装置上において仮想的に構築し、更に仮想的に実
行する、所謂論理回路シミュレーションを行う論理回路
検証装置の従来の実現方法について、図８および図９を
参照して説明する。

【０００４】図８に示されるように、従来の一般的な論
理回路検証装置は、論理回路シミュレーョンの実行を制
御する中央演算処理装置８１と、論理の回路情報８３お
よび論理回路シミュレーションの手順８４を保存する記
憶装置８２とを備えて構成されており、中央演算処理装
置８１の内部には、論理回路の動作を代行する論理演算
部８６が内蔵されている。また、一般に、論理回路シミ
ュレーションの手順８４内には、不定値演算処理部８５
が含まれている。この理由は、一般に、現実の論理回路
においては、初期状態において“１”または“０”の何
れかの論理値を取り得る可能性があり、これにより、仮
想的に論理回路の動作をシミュレーションする論理回路
検証装置においては、一義的に“１”または“０”の何
れにも確定することができない論理回路部分を不定値と
して取り扱う必要があるからである。以下に、上述した
論理回路検証装置により、論理回路のシミュレーション
を行う手順について説明する。

【０００５】特定の論理回路を図８に示される従来の論
理回路検証装置上において論理シミューレーションを行
う場合には、対象とする論理回路の情報は、論理回路シ
ミュレーションの手順８４において理解することができ
る形式で、予め回路情報８３として記憶装置８２内に保
存されている。一般に、論理回路の回路情報８３は、当
該論理回路を構成する部品と部品間の相互の接続関係の
集合として表現されている。個々の部品は、前述の図６
に示されている基本論理回路である。論理回路シミュレ
ーションの手順８４が起動されると、この論理回路シミ
ュレーションの手順８４を介して、記憶装置８２内に保
存されている回路情報８３の読み出しを行いながら、論
理回路シミュレーションが中央演算処理装置８１により
実行される。まず、論理回路シミュレーションの手順８
４を介して、回路情報８３に含まれる接続関係を手繰り
ながら部品が検出され、検出された部品の論理素子の機
能に対応した論理演算が当該部品に施される。その際
に、不定値演算処理部８５を介して、不定値を含んだ論
理演算処理が行われ、その演算結果は記憶装置８２内に
戻されて、新たに回路情報８６として保存される。

【０００６】次に、従来の論理回路検証装置の他の例を
図９に示す。図９に示されるように、当該論理回路検証
装置は、論理回路シミュレーョンの実行を制御する中央
演算処理装置９１と、論理回路のシミュレーション手順
９４および内部の回路情報９３を保存する記憶装置９２
とにより構成されており、外部の回路９６が、通信手段
９７を介して中央演算処理装置８２に接続されている。
また、論理回路シミュレーションの手順９４には、不定
値演算処理部９５が含まれている。なお、本従来例の論
理回路検証装置は、前述の図８に示される論理回路検証
装置における記憶装置８２に含まれる回路情報８３の一
部または全てを、現実の論理回路に置換えて外部回路９
６上において実装した場合の一例である。

【０００７】この論理回路検証装置により、論理回路の
シミュレーションを行う手順としては、当該シミュレー
ションの対象が内部の回路情報９３に存在する場合に
は、図８の従来例の場合と同様に、論理回路シミュレー
ションの手順９４を介してシミュレーションが行われ
る。また、シミュレーションの対象とする論理回路が外
部の回路９６に存在する場合には、中央演算処理装置９
１により、通信手段９７を介して内部の回路情報９３と
外部の回路９６の接続部との信号状態が外部の回路９６
に加えられ、外部の回路９６からの出力信号が読み出さ
れて回路情報９３に与えられる。

【０００８】この場合に、外部の回路９６に依存する論
理回路のシミュレーション部分は、当該外部の回路９６
自身によって単独に行われるために、論理回路シミュレ
ーションの実行処理が外部の回路９６により分担される
ことになり、当該論理回路シミュレーションは極めて高
速にて実行される。これにより、図９の論理回路検証装
置は、図８の論理回路検証装置に比較して、飛躍的にシ
ミュレーション性能が向上されるという利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の論理回
路検証装置においては、図６および図７（ａ）および
（ｂ）に示される、従来の論理値１および０の２値を論
理演算する論理回路をシミュレーションする場合には、
図８に示される論理回路検証装置の場合、不定の論理値
のシミュレーションをソフトウェアによって代用してい
るために、不定値演算処理部８５の負担が大きくなり、
実際の回路の動作速度とシミュレーションの速度との間
に数千倍の開きを生じるという欠点がある。

【００１０】また、図９に示される論理回路検証装置の
場合には、図８の論理回路検証装置の場合に比較して、
大幅にシミュレーション性能が向上されるものの、外部
の回路９６におけるシミュレーション部においては、実
際の論理回路が使用されているために、不定値演算を実
現することができないという欠点がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明の論理回路
は、論理値“１”および“０”を有し、前記論理値
“１”および“０”を含む入力に対応して論理演算を行
い、所定の論理値を出力する論理回路において、論理値
として、前記“１”および“０”の何れの論理値にも該
当しない値を不定値に相当する論理値として認識し、前
記論理回路に対する一方の入力論理値が“０”の場合に
は、他方の入力論理値の如何に関せず常に論理値“０”
を出力するとともに、一方の入力論理値が“１”の場合
に、他方の入力論理値が“１”の場合には論理値“１”
を出力し、また他方の入力論理値が不定値の場合には論
理値を不定値として出力する２入力論理積回路として構
成されることを特徴としている。

【００１２】また、第２の発明の論理回路は、論理値
“１”および“０”を有し、前記論理値“１”および
“０”を含む入力に対応して論理演算を行い、所定の論
理値を出力する論理回路において、論理値として、前記
“１”および“０”の何れの論理値にも該当しない値を
不定値に相当する論理値として認識し、前記論理回路に
対する入力論理値が“０”の場合には論理値“１”を出
力し、入力論理値が“１”の場合には論理値“０”を出
力するとともに、入力論理値が不定値の場合には論理値
を不定値として出力する論理反転回路として構成される
ことを特徴としている。

【００１３】第３の発明の論理回路は、ド・モルガンの
定義により、前記２入力論理積回路および前記論理反転
回路の組合わせにより形成される論理和回路、論理積否
定回路、論理和否定回路および排他的論理和回路を含む
基本論理回路として構成されることを特徴としている。

【００１４】更に、第４の発明の論理回路は、前記基本
論理回路により構成されることを特徴としている。

【００１５】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１６】図１（ａ）および図２（ａ）は、それぞれ
本発明の一実施例の基本論理回路としての不定値認識論
理積回路および不定値認識論理反転回路を示す構成図で
あり、従来の２値論理回路により実現された一具体例を
示している。また、図１（ｂ）および図２（ｂ）は、そ
れぞれ、本発明を図７（ａ）および図７（ｂ）に示され
る従来の論理積回路の真理値表および従来の論理反転回
路の真理値表に対応させて表現した、本実施例の前記不
定値認識論理積回路および前記不定値認識論理反転回路
の真理値表である。なお、図１（ｂ）および図２（ｂ）
に示される不定値認識論理回路の真理値表においては、
“０”は論理値の“０”を、“１”は論理値の“１”
を、そして“Ｘ”は不定値を意味している。

【００１７】上記の図１（ａ）および図２（ａ）に示さ
れる不定値認識論理積回路および不定値認識論理反転回
路の具体例においては、不定値を含む論理値は、従来の
１本の信号線を２本に拡張することにより実現されてい
る。本例においては、１本の信号線を論理値を表わすデ
ータ部とし、もう１本の信号線は不定値であることを示
す属性部として使用されている。即ち、１組の論理値は
上記のデータ部と属性部から成り、論理値“０”はデー
タ部が“０”で属性部が“０”であり、論理値“１”は
データ部が“１”で属性部が“０”、そして不定値はデ
ータ部の如何に関せず属性部が“１”であるものとして
定義されている。

【００１８】このように論理値を定義した場合には、不
定値を含んだ論理積回路は、従来の２値論理回路の組合
わせにより、前述のように、図１（ａ）に示される論理
回路により実現される。また、不定値を含んだ論理反転
回路は、従来の２値論理回路の組合わせにより、同じく
前述のように、図２（ａ）に示される論理回路により実
現される。図１（ａ）において、第１の入力信号はデー
タ部１０１と属性部１０２の組合わせにより形成され、
また第２の入力信号はデータ部１０３と属性部１０４の
組合わせにより形成されている。また、出力信号はデー
タ部１０５と属性部１０６の組合わせにより形成されて
いる。論理和回路１１においては、第１の入力信号が論
理値“０”であることが検出され、また論理和回路１３
においては、第２の入力信号が論理値“０”であること
が検出されている。

【００１９】不定値演算論理積回路においては、入力信
号の何れか一方が論理値“０”であれば、出力信号とし
ては論理値“０”が出力されるので、論理和回路１１ま
たは論理和回路１３の何れかが“０”であれば、出力信
号のデータ部１０５および出力信号の属性部１０６は、
論理積回路１４および論理積回路１５を介して、共に
“０”として出力される。また、論理和回路１２におい
ては、入力信号の何れかが不定値であることが検出され
る。この論理和回路１２の出力が“１”である場合にお
いて、第１の入力信号の属性部１０２または第２の入力
の属性部１０４の何れかが論理値“０”でない場合に
は、ＡＮＤ回路１５を介して出力信号の属性部１０６に
は“１”が出力され、不定値であることが示される。

【００２０】次に、図２（ａ）に示される不定値認識論
理反転回路の構成について説明する。本回路の例におい
ては、入力信号は、入力信号のデータ部２０１と入力信
号の属性部２０２により形成され、同様に、出力信号
は、出力信号のデータ部２０３と入力信号の属性部２０
４により形成されている。論理反転回路２１により、入
力信号のデータ部２０１は反転されて出力信号のデータ
部２０３として出力され、また非論理反転回路２２によ
り、入力信号の属性部２０２はそのまま出力信号の属性
部２０４として出力されている。本例における不定値認
識論理反転回路の特徴は、入力信号の属性部２０２が不
定を示す“１”である場合には、当該入力信号のデータ
部の値の如何に関わらず不定値であることを意味してい
るために、不定値論理反転回路の属性部の回路として
は、入力信号の属性部２０２が、そのまま出力信号の属
性部２０４として出力されるだけで、その目的が達成さ
れる。

【００２１】次に、図３を参照して、前述した不定値認
識論理積回路と不定値認識論理反転回路の組合わせによ
り、その他の基本論理回路の不定値認識回路化が可能で
あることを示す。図３に示されるように、不定値認識論
理和回路３３、不定値認識論理和否定回路３４、不定値
認識論理積否定回路３５および不定値認識排他的論理和
回路３６は、ド・モルガンの定義により、前述した不定
値認識論理積回路３１および不定値認識反転回路３２に
より、全て実現可能である。同様に、基本論理回路の組
合わせにより実現することのできる論理回路も、全て上
述した不定値認識基本論理回路の組合わせにより実現す
ることができる。

【００２２】次に、前記本発明の一実施例において説明
した不定値認識論理回路により実現される論理回路検証
装置の一実施例を図４に示す。図４に示されるように、
本実施例の論理回路検証装置は、論理回路シミュレーョ
ンの実行を制御する中央演算処理装置４１と、論理の回
路情報４３および論理回路シミュレーションの手順４４
を保存する記憶装置４２と、不定値演算回路４５とを備
えて構成されており、中央演算処理装置４１の内部に
は、論理回路の動作を代行する論理演算部４６が内蔵さ
れている。本実施例は、図８に示される従来の論理回路
検証装置に対して、本発明の不定値認識論理回路を適用
した一例であり、当該従来例と異なる点は、従来の論理
回路シミュレーションの手順８４に内包されていた不定
値演算処理部８５（図８を参照）の代わりに、本発明の
不定値認識論理回路の組合わせにより実現される不定値
演算回路４５を、中央演算処理装置４１に付加している
ことであり、これが本発明の特徴とするところである。
また、これに合わせて、論理回路シミュレーションの手
順４４においては、従来例においては内部に含まれてい
た不定値演算処理部８５を不要とし、中央演算処理装置
４１には、不定値演算回路４５に対する操作機能が付加
されている。

【００２３】検証対象の論理回路を、上述した本実施例
の論理回路検証装置上において論理回路シミュレーショ
ンを行う場合には、図８の従来の論理回路検証装置の場
合と同様に、論理回路シミュレーションの手順４４が起
動されると、この論理回路シミュレーションの手順４４
を介して、記憶装置４２内に保存されている回路情報４
３の読み出しを行いながら、論理回路シミュレーション
が中央演算処理装置４１により実行される。本実施例に
おける論理回路シミュレーションの、前述の図８に示さ
れる従来の論理回路検証装置上において行われる論理回
路シミュレーションと異なる点は、その時の不定値の論
理演算処理が、中央演算処理装置４１の操作作用によ
り、不定値演算回路４５において実行されることであ
る。この不定値の演算処理は、通常の演算回路により実
現する場合には、図１（ａ）に示される不定値認識論理
積回路の構成例からも理解されるように、単純の論理回
路による不定値シミュレーションにおいては、通常の論
理の数倍の手順が必要となる。この対応策として、中央
演算処理装置４１に不定値演算回路４５を付加すること
により、論理回路シミュレーションに関する性能は、従
来例に比較して、同一の論理回路のシミュレーションの
場合に、数倍向上される。なお、論理回路シミュレーシ
ョンの手順４４を介して、回路情報４３に含まれる接続
関係を手繰りながら部品を検出し、検出された部品の論
理素子の機能に対応した論理演算を当該部品に施すとと
もに、その際、不定値演算処理部４５を介して、不定値
を含んだ論理演算処理を行い、その演算結果を記憶装置
４２内に戻して、新たに回路情報４３として保存する手
順については、前述の従来例の論理回路検証装置の場合
と同様である。

【００２４】次に、前記本発明の一実施例において説明
した不定値認識論理回路により実現される論理回路検証
装置の他の実施例を図５に示す。図５に示されるよう
に、本実施例の論理回路検証装置は、論理回路シミュレ
ーョンの実行を制御する中央演算処理装置５１と、論理
の回路情報５３および論理回路シミュレーションの手順
５４を保存する記憶装置５２とにより構成されており、
外部の回路５６が、通信手段５７を介して中央演算処理
装置５１に接続されている。また、論理回路シミュレー
ションの手順５４には、不定値演算処理部５５が含まれ
ている。本実施例の論理回路検証装置は、図９に示され
る従来例の論理回路検証装置に対して、本発明の不定値
認識論理回路を適用した例であり、当該従来例と異なる
点は、従来例においては、回路情報９３の一部または全
てを、現実の論理回路に置換えて形成した外部の回路９
６を、本実施例においては、本発明の不定値認識論理回
路の組合わせにより外部の回路５６を実現していること
である。

【００２５】検証対象の論理回路を、上述した本実施例
の論理回路検証装置上において論理回路シミュレーショ
ンを行う場合には、図９の従来の論理回路検証装置の場
合と同様に、論理回路シミュレーションの手順５４が起
動されると、この論理回路シミュレーションの手順５４
を介して、記憶装置５２内に保存されている回路情報５
３および通信手段５７により接続されている外部の回路
５６からの回路情報の読み出しを行いながら、論理回路
シミュレーションが中央演算処理装置５１により実行さ
れる。本実施例における論理回路シミュレーションが、
前述の図９に示される従来の論理回路検証装置上におい
て行われる論理回路シミュレーションと異なる点は、そ
の時の不定値の論理演算処理が、外部の回路５６におい
ても実行可能である点である。また、本実施例の１変形
として、予め外部の回路５６の部分を、回路書換可能集
積回路として準備しておくことにより、多種多様の論理
回路を外部の回路５６として作り込むことも可能とな
る。なお、それ以外の論理回路シミュレーションの手順
については、図９の従来の論理回路検証装置の場合と同
様である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の不定値認
識論理基本回路の組合わせによる不定値認識論理回路を
論理回路検証装置に適用することにより、当該論理回路
検証装置による論理回路シミュレーションの高速化なら
びに不定値演算機能の両立を可能とすることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の不定値認識論理積回路の構
成図および真理値表を示す図である。

【図２】本発明の一実施例の不定値認識論理反転回路の
構成図および真理値表を示す図である。

【図３】本発明の一実施例の不定値認識論理基本回路を
示す図である。

【図４】本発明の不定値認識論理基本回路の適用による
論理回路検証装置の一実施例の構成図である。

【図５】本発明の不定値認識論理基本回路の適用による
論理回路検証装置の他の実施例の構成図である。

【図６】従来の基本論理回路を示す図である。

【図７】従来の論理積回路および論理反転回路の真理値
表を示す図である。

【図８】従来の論理回路検証装置の一例の構成図であ
る。

【図９】従来の論理回路検証装置の他の例の構成図であ
る。

【符号の説明】

１１〜１３論理和回路１４、１５論理積回路２１論理反転回路２２論理非反転回路３１不定値認識論理積回路３２不定値認識論理反転回路３３不定値認識論理和回路３４不定値認識論理和否定回路３５不定値認識論理積否定回路３６不定値認識排他的論理和回路４１、５１、８１、９１中央演算処理装置４２、５２、８２、９２記憶装置４３、５３、８３、９３回路情報４４、５４、８４、９４論理回路シミュレーション
の手順４５不定値演算回路４６、８６論理演算部５５、８５、９５不定値演算処理部５６、９６外部の回路５７、９７通信手段６１論理積回路６２論理反転回路６３論理和回路６４論理和否定回路６５論理積否定回路６６排他的論理和回路１０１第１の入力信号のデータ部１０２第１の入力信号の属性部１０３第２の入力信号のデータ部１０４第２の入力信号の属性部１０５、２０３出力信号のデータ部１０６、２０４出力信号の属性部２０１入力信号のデータ部２０２入力信号の属性部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】論理値“１”および“０”を有し、前記
論理値“１”および“０”を含む入力に対応して論理演
算を行い、所定の論理値を出力する論理回路において、論理値として、前記“１”および“０”の何れの論理値
にも該当しない値を不定値に相当する論理値として認識
し、前記論理回路に対する一方の入力論理値が“０”の
場合には、他方の入力論理値の如何に関せず常に論理値
“０”を出力するとともに、一方の入力論理値が“１”
の場合に、他方の入力論理値が“１”の場合には論理値
“１”を出力し、また他方の入力論理値が不定値の場合
には論理値を不定値として出力する２入力論理積回路と
して構成されることを特徴とする論理回路。
【請求項２】論理値“１”および“０”を有し、前記
論理値“１”および“０”を含む入力に対応して論理演
算を行い、所定の論理値を出力する論理回路において、論理値として、前記“１”および“０”の何れの論理値
にも該当しない値を不定値に相当する論理値として認識
し、前記論理回路に対する入力論理値が“０”の場合に
は論理値“１”を出力し、入力論理値が“１”の場合に
は論理値“０”を出力するとともに、入力論理値が不定
値の場合には論理値を不定値として出力する論理反転回
路として構成されることを特徴とする論理回路。
【請求項３】ド・モルガンの定義により、前記２入力
論理積回路および前記論理反転回路の組合わせにより形
成される論理和回路、論理積否定回路、論理和否定回路
および排他的論理和回路を含む基本論理回路として構成
されることを特徴とする論理回路。
【請求項４】前記基本論理回路により構成されること
を特徴とする論理回路。