JPH0737983A - 集積回路の配線遅延時間算出方法 - Google Patents

集積回路の配線遅延時間算出方法

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JPH0737983A
JPH0737983A JP5200996A JP20099693A JPH0737983A JP H0737983 A JPH0737983 A JP H0737983A JP 5200996 A JP5200996 A JP 5200996A JP 20099693 A JP20099693 A JP 20099693A JP H0737983 A JPH0737983 A JP H0737983A
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JP
Japan
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delay time
branch
network
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wiring
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JP5200996A
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Inventor
Kenji Kawai
健治 川合
Haruhiko Ichino
晴彦 市野
Keiichi Koike
恵一 小池
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 分岐構造をもつ配線においても、高精度に配
線遅延時間を算出できるようにした算出方法を提供す
る。 【構成】 配線上の任意ノードから分岐した分岐RC回
路網を、当該分岐RC回路網の容量および抵抗で特徴つ
けられる電気的特性を表す等価容量に置換することによ
って、上記RC回路網を上記分岐RC回路網が存在しな
いRC梯子型回路に変換し、上記遅延時間近似計算式を
適用して上記RC梯子型回路の遅延時間を算出し、これ
を配線遅延時間とする

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路の配線の遅延
時間を算出する方法に係り、特に分岐構造をもつRC回
路網の遅延時間を精度高く算出できるようにした方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来では、集積回路の配線遅延時間を算
出するとき、配線、駆動側ゲート、および入力側ゲート
を、抵抗と容量(静電容量、以下同じ)によって構成さ
れる図4に示すようなRC回路網によって表現し、そこ
における遅延時間を、遅延時間近似計算式によって算出
していた。図4において、Rout は駆動側ゲートの出力
抵抗、R1 〜R1 0は配線の寄生抵抗、Ca、Cb、Cc
は入力側ゲートの入力容量、C0 〜C1 0は配線の寄生容
量である。
【0003】このようなRC回路網の遅延時間の近似計
算式については、「The trangentresponse of damped l
inear networks with particular regard to widebanda
mplifires, W.C.Elmore」(以下、「WE48」と称す
る。)(J.Appl.Phys.,vol.9, no.1, 1948 ),pp.55 -
63に論じられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の算出方法では、WE48において論じられている近似
計算式を用いた配線遅延時間算出処理中に、図4に示す
ような駆動側ゲートの出力端子に対応するノードN0
ら入力側ゲートの入力端子に対応するノードN4の経路
にノードN2 から分岐構造をもつ配線については、分岐
配線の寄生抵抗(図4では寄生抵抗R5 〜R1 0)を無視
し、分岐点(ノードN2 )に分岐配線の寄生容量(図4
では容量C5 〜C1 0、Cb、Cc)が集中した配線モデ
ルに近似する処理を行うために、配線パターンの複雑化
に伴って算出結果に誤差が増大し、算出した配線遅延時
間と実際に動作したときの遅延時間とが一致しないとい
う問題がある。
【0005】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、分岐構造をもつ配線においても、高
精度に配線遅延時間を算出できるようにした算出方法を
提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、1個の
駆動側ゲートと、該駆動側ゲートの出力信号を受ける複
数の入力側ゲートと、上記駆動側ゲートと上記入力側ゲ
ートとを接続する配線とを有する集積回路における上記
駆動側ゲートから上記入力側ゲートまでの配線遅延時間
を算出するに際して、上記配線、上記駆動側ゲート、お
よび上記入力側ゲートを含む回路を容量および抵抗から
なるRC回路網によって表現し、遅延時間近似計算式を
用いて配線遅延時間を算出する配線遅延時間算出方法に
おいて、上記配線上の任意ノードから分岐した分岐RC
回路網を、当該分岐RC回路網の容量および抵抗で特徴
つけられる電気的特性を表す等価容量に置換することに
よって、上記RC回路網を上記分岐RC回路網が存在し
ないRC梯子型回路に変換し、上記遅延時間近似計算式
を適用して上記RC梯子型回路の遅延時間を算出し、こ
れを配線遅延時間とすることを特徴とする配線遅延時間
算出方法によって達成される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1はその配線遅延時間の算出方法を実行するためのフロ
ーチャートである。ここでは、図2の(a)に示すRC
回路網A(図4に示したものと同じ)について入力側ゲ
ートの入力端子に対応するノードN4 での遅延時間の算
出を行う場合を具体例のひとつとして説明する。
【0008】まず、ステップ1の「RC回路網遅延時間
算出処理」において、図2の(a)に示したRC回路網
Aのすべてのノードにおける遅延時間T0 〜T10を上述
したWE48において論じられている従来の遅延時間近
似計算式により算出する。
【0009】このWE48の遅延時間近似計算式による
算出は次のように行う。駆動側ゲートから遅延時間を算
出するRC回路網上の任意のノードに至る経路上のRC
回路網のノードを順にN1 〜Nn 、経路上の任意のノー
ドをNk 、当該ノードNk に接続する静電容量の総和を
k とし、ノードNk- 1 とノードNk との間の抵抗をR
k とし、ノードNk を分岐点とする分岐配線の容量の総
和をCBKとするとき、ノードNn での遅延時間の近似値
n は、
【0010】 で計算される。
【0011】この式(1)から、図2中に示した入力側
ゲートの入力端子に対応するノードN4 の遅延時間T4
は、T4 = log2・τ4で得られる。
【0012】ここで、τ4 は τ4 =Rout (C0 +C1 +C2 +CB2+C3 +C4 +Ca) +R1 (C1 +C2 +CB2+C3 +C4 +Ca) +R2 (C2 +CB2+C3 +C4 +Ca) +R3 (C3 +C4 +Ca) +R4 (C4 +Ca) −[RoutC0+R1C1+R2C2+R3C3+R4(C4 +Ca) ]/2 である。ただし、CB2はノードN2 から分岐する分岐R
C回路網Bの容量の総和であって、 CB2=C5 +C6 +C7 +C8 +C9 +C1 0+Cc である。
【0013】なお、RC回路網の遅延時間近似計算式と
して、上記したWE48以外にも、「AUTO-DELAY:A PR
OGRAM FOR AUTOMATIC CALCULATION OF DELAY IN LSI/VL
SICHIPS, R.Putanda」 (以下、「RP82」と称す
る。)(19th Design AutomaticConference, 1982 ), PP.
66 - 621 において論じられているようなRC回路網の
遅延時間を算出する近似計算式を使用しても良い。
【0014】次に、ステップ2の「分岐RC回路網判定
処理」により、RC回路網中の分岐RC回路網の有無を
判定する。ここで、分岐RC回路網が存在しない場合に
は、前述のステップ1の「RC回路網遅延時間算出処
理」で算出したRC回路網のすべてのノードの遅延時間
のうち、入力側ゲートの入力端子に対応するノードの遅
延時間を配線遅延時間として出力し、処理を終了する。
図2の回路では、分岐RC回路網Bがないとき、上記し
たノードN4 までの遅延時間T4 がその配線遅延時間と
なる。
【0015】しかし、分岐RC回路網が存在する場合
は、次のステップ3の「等価容量算出処理」によって、
RC回路網中のすべての分岐RC回路網の等価容量を算
出する。ここで、この等価容量は、分岐ノードから分岐
RC回路網に分流する電流(分岐RC回路網が遅延時間
に影響を与える原因となる)を再現するものである。
【0016】RC回路網の分岐ノードをNk 、該分岐ノ
ードNk の電位Vk の時間微分をdVk /dtとし、上
記分岐ノードNk を除く上記RC分岐回路網上の任意の
ノードをNj 、該ノードNj に接続する静電容量の総和
をCj 、該ノードNj の電位Vj の時間微分をdVj
dtとするとき、分岐ノードNk から分岐する分岐RC
回路網の等価容量Ceq0 は、次の一般式 で表される。
【0017】この一般式(2)を近似化すると、従来の
遅延時間近似式(WE48)により概算されたRC回路
網のノードNK までの遅延時間をTK 、ステップ1の
「RC回路網遅延時間算出処理」において算出されたノ
ードNj までの遅延時間をTjとするとき、分岐RC回
路網の等価容量Ceqは次のような近似式になる。
【0018】なお、この式(3)の精度を向上させた等
価容量の算出式として、次の近似式(4)を使用するこ
とができる。
【0019】ただし、この式(4)のγは、ステップ1
の「RC回路網遅延時間算出処理」において算出された
入力側ゲートの入力端子に対応するノード(図2ではノ
ードN4 )までの遅延時間をTout (図2ではT4 )と
するとき、 となる。
【0020】かくして、図2の分岐RC回路網Bの等価
容量Ceqは、前述した式(3)から次のように算出され
る。
【0021】このように、RC回路網A上のノードの予
め概算された遅延時間を用いてRC分岐回路網Bの電気
特性を表現する等価容量を算出するので、RC分岐回路
網からの等価容量への変換が容易になる。
【0022】次に、ステップ4の「RC梯子型回路遅延
時間算出処理」により、分岐RC回路網を等価容量Ceq
に置き換えて、RC回路網をRC梯子型回路に変換し、
このRC梯子型回路における出力側ゲートの出力端子に
対応するノードから入力側ゲートの入力端子に対応する
ノードまでの遅延時間を、WE48等の近似計算式によ
り算出して配線遅延時間として出力し、処理を終了す
る。図2では(a)に示すRC回路網を(b)に示すR
C梯子型回路に変換して行う。
【0023】このとき用いる近似計算式として、ステッ
プ1の「RC回路網遅延時間算出処理」で用いた近似計
算式と同じものを用いると、図2の例では、その(b)
のノードN4 の遅延時間T4 は次のようになる。 T4 = log2・τ4 ここで、 τ4 =Rout (C0 +C1 +C2 +Ceq+C3 +C4 +Ca) +R1 (C1 +C2 +Ceq+C3 +C4 +Ca) +R2 (C2 +Ceq+C3 +C4 +Ca) +R3 (C3 +C4 +Ca) +R4 (C4 +Ca) −[RoutC0+R1C1+R2(C2 +Ceq)+R3C3+R4(C4 +Ca)]/2 となる。
【0024】図3は、1箇所の分岐をもち種々の分岐配
線長を与えた配線について、従来の方法を用いて配線遅
延時間を算出した場合の精度と、本発明の方法を用いた
場合の精度とを比較した図である。なお、両方法の精度
は回路シミュレータを用いて算出した配線遅延時間を基
準として求めている。
【0025】
【発明の効果】以上から本発明によれば、配線、駆動側
ゲート、および入力側ゲートを抵抗と容量によって構成
したRC回路網において、駆動側ゲートを2個以上の入
力側ゲートに接続する際の配線の分岐RC回路網を抵抗
と容量で特徴つけられる電気的特性をもつ等価容量に置
換して、RC回路網全体を分岐を持たないRC梯子型回
路に変換し、このRC梯子型回路に対して遅延時間の近
似計算式を適用するので、分岐をもつRC回路網に対し
て精度が劣化する特性をもつ従来の遅延時間近似式を用
いても、高精度の配線遅延時間を算出することができる
という大きな利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の配線遅延時間算出方法を実行する処
理の一実施例のフローチャートである。
【図2】 RC回路網の分岐RC回路網部分を等価容量
に置換して全体をRC梯子型回路に変換する説明のため
の回路図である。
【図3】 配線遅延時間算出の従来方法による場合と本
発明による場合の比較を示す配線遅延時間とその誤差の
相関図である。
【図4】 配線遅延時間を算出する対象である駆動側ゲ
ート、入力側ゲート、および配線を抵抗および静電容量
によって構成されるRC回路網に表した回路図である。
【符号の説明】
out :駆動側ゲートの出力抵抗、R1 〜R1 0:配線の
寄生抵抗、Ca、Cb、Cc:入力側ゲートの入力容
量、C0 〜C1 0:配線の寄生容量、Ceq:分岐RC回路
網の等価容量、T0 〜T1 0:RC回路網上の各ノードの
概算遅延時間、1:RC回路網遅延時間算出処理のステ
ップ、2:分岐RC回路網判定処理のステップ、3:等
価容量算出処理のステップ、4:RC梯子型回路遅延時
間算出処理のステップ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1個の駆動側ゲートと、該駆動側ゲート
    の出力信号を受ける複数の入力側ゲートと、上記駆動側
    ゲートと上記入力側ゲートとを接続する配線とを有する
    集積回路における上記駆動側ゲートから上記入力側ゲー
    トまでの配線遅延時間を算出するに際して、上記配線、
    上記駆動側ゲート、および上記入力側ゲートを含む回路
    を容量および抵抗からなるRC回路網によって表現し、
    遅延時間近似計算式を用いて配線遅延時間を算出する配
    線遅延時間算出方法において、 上記配線上の任意ノードから分岐した分岐RC回路網
    を、当該分岐RC回路網の容量および抵抗で特徴つけら
    れる電気的特性を表す等価容量に置換することによっ
    て、上記RC回路網を上記分岐RC回路網が存在しない
    RC梯子型回路に変換し、 上記遅延時間近似計算式を適用して上記RC梯子型回路
    の遅延時間を算出し、これを配線遅延時間とすることを
    特徴とする配線遅延時間算出方法。
  2. 【請求項2】 上記RC回路網の分岐ノードをNk 、該
    分岐ノードNk の電位Vk の時間微分をdVk /dtと
    し、上記分岐ノードNk を除く上記RC分岐回路網上の
    任意のノードをNj 、該ノードNj に接続される容量の
    総和をCj 、該ノードNj の電位Vj の時間微分をdV
    j /dtとするとき、 上記分岐ノードNk に接続される分岐RC回路網の電気
    的特性を表現する一般式 で表されるCeq0 を上記等価容量とすることを特徴とす
    る請求項1に記載の配線遅延時間算出方法。
  3. 【請求項3】 上記RC回路網の分岐ノードをNk 、上
    記遅延時間近似算出式で予め概算された上記分岐ノード
    k までの遅延時間をTk 、上記分岐ノードNk を除く
    分岐RC回路網上の任意のノードをNj 、該ノードNj
    に接続される容量の総和をCj 、上記遅延時間近似計算
    式により予め概算された上記ノードNjまでの遅延時間
    をTj とするとき、上記分岐ノードNk に接続される分
    岐RC回路網の電気的特性を表現する近似式 で表されるCeqを上記等価容量とし、又は、 上記RC梯子型回路として残る入力側ゲートの入力端子
    に対応するノードまでの上記遅延時間近似計算式により
    予め概算された遅延時間をTout とするとき、上記分岐
    ノードNk に接続される分岐RC回路網の電気的特性を
    表現する近似式 で表されるCeqを上記等価容量とすることを特徴とする
    請求項1に記載の配線遅延時間算出方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100475014B1 (ko) * 1997-10-14 2005-09-28 삼성전자주식회사 인터콘넥터의 지연 시간 계산방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20010619