JPH0778189A - Lsiの論理合成方式 - Google Patents

Lsiの論理合成方式

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JPH0778189A
JPH0778189A JP5160575A JP16057593A JPH0778189A JP H0778189 A JPH0778189 A JP H0778189A JP 5160575 A JP5160575 A JP 5160575A JP 16057593 A JP16057593 A JP 16057593A JP H0778189 A JPH0778189 A JP H0778189A
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JP
Japan
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lsi
block
logic
logic synthesis
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JP5160575A
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English (en)
Inventor
Etsuo Takahashi
悦男 高橋
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30Circuit design
    • G06F30/32Circuit design at the digital level
    • G06F30/327Logic synthesis; Behaviour synthesis, e.g. mapping logic, HDL to netlist, high-level language to RTL or netlist

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 階層設計されているLSIのブロック間の遅
延調整を人手の介入なしに自動的に行う論理合成方式を
提供する。 【構成】 LSIの論理動作をブロック別に分けて設計
言語で記述した論理記述情報1と、ブロックのLSI上
の位置及び領域を示すLSIブロック配置情報2と、論
理合成の途中で生成されるゲートレベル回路と実際のL
SI上での物理的な実現回路とのマッピング情報を格納
したテクノロジーライブラリ3と、論理記述とLSIブ
ロック配置情報とテクノロジーライブラリを入力してブ
ロック内及びブロック間の論理合成を実施してLSIの
ネットリストを出力する論理合成手段4とから構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はCAD技術に関し、特に
階層設計されたLSI回路の論理合成方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の階層設計されたLSI回路の論理
合成方式では、特開平3ー84676や特開平3ー11
6281等の特許明細書に見られるように、ブロック分
割を行わずにLSI全体を一度に論理合成する時の論理
合成方法或いはブロック分割した時の個々のブロックの
内部の論理合成方法等については開示されているが、該
LSIを構成する個々のブロック間の論理合成方法につ
いては開示されていない。すなわち、論理合成プログラ
ムはブロック間に跨がる配線の長さを自動的に見積るこ
とが出来ないため、該LSIの回路設計者が、ブロック
間の配線に関する情報を全て論理合成プログラムに与え
るか、回路動作上の制限が厳しいと考えている配線情報
のみを選択して論理合成プログラムに与える方法を採っ
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の論理合
成方式のように、ブロック間の配線に関する情報を人手
で論理合成プログラムに与える方法では、階層設計が行
われるLSIのブロック間を跨ぐ配線が大量かつ複雑に
入り組んでいることが多いため、指定洩れや指定誤りあ
るいはクリティカルパスなどが発生し易く、指定洩れや
指定誤りおよびクリティカルパスが無くなるまで繰り返
し論理合成を実施する必要があるため、多くの人手工数
だけでなく多くの設計期間が必要になるという欠点があ
った。
【0004】本発明の目的は、該LSIを構成するブロ
ックのLSI上での位置と領域を入力することにより、
ブロック間に跨がる配線の長さを自動的に見積ることが
出来るようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、階層設計
が行われるLSIの論理合成方式において、前記LSI
の論理動作をブロック別に分けて設計言語で記述した論
理記述情報と、前記ブロックの前記LSI上の位置及び
領域を示すLSIブロック配置情報と、論理合成の途中
で生成されるゲートレベル回路と実際の前記LSI上で
の物理的な実現回路とのマッピング情報を格納したテク
ノロジーライブラリと、前記論理記述情報と前記LSI
ブロック配置情報と前記テクノロジーライブラリを入力
して前記ブロック内及び前記ブロック間の論理合成を実
施して前記LSIのネットリストを出力する論理合成手
段とから成ることを特徴とする。
【0006】また、第2の発明は、前記論理合成手段
が、前記論理ブロックを入力してブロック内論理合成を
実施し(ステップ1)、前記ブロック内論理合成を実施
された前記ブロックが与えられた前記領域に納まるか判
断し(ステップ2)、前記領域に納まる場合は前記ブロ
ック内論理合成を全ブロックについて完了するまで前記
ステップ1から繰り返し(ステップ3)、前記全ブロッ
クについて前記ブロック内論理合成を完了した場合はブ
ロック間のファンアウト調整および遅延調整を前記ブロ
ック間の距離を考慮して予め決められた基準に納まるよ
うに実施し(ステップ4)、ブロック間の前記調整が成
功したどうか判断し(ステップ5)、ブロック間の前記
調整が成功した場合は全ての前記ブロック間の調整が完
了するまで前記ステップ4から繰り返し(ステップ
6)、前記ステップ2にて前記領域に納まらない場合お
よび前記ステップ5にて前記ブロック間の調整が成功し
なかった場合は前記ブロック内および前記ブロック間論
理の見直しを行う(ステップ7)ことを特徴とする。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0008】図1は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。
【0009】図1における論理記述情報1はLSIのブ
ロックの階層構造に応じた11〜1nからなる論理ブロ
ックで構成されている。そして各論理ブロックは例えば
VHDLといった設計言語で記述されている。LSIブ
ロック配置情報2は個々の階層ブロックの矩形の頂点
(長方形の場合は4点)のLSI上での座標をX、Yの
2次元で表現したものである。論理合成手段4は前記論
理記述情報1とLSIブロック配置情報2、それにテク
ノロジーライブラリ3を入力してLSIネットリスト5
を出力する。テクノロジーライブラリ3は論理合成の途
中で中間的に作成されたゲートレベル回路を最終的なL
SIネットリストに変換(テクノロジーマッピング)す
る際に参照されるもので、ANDやNORといった機能
ゲートと該機能ゲートのLSI上での実現回路(ネット
リスト)との対応が格納されている。
【0010】図2はLSI上における各ブロックの位置
と大きさを示しており、同図における階層ブロック20
1〜20nは図1における論理ブロック11〜1nに対
応している。
【0011】図3は本発明の方式による論理合成の実行
フローを示している。同図に示すように論理合成は、ま
ず個々のブロック単位に行われる。そしてブロック単位
の処理が終了したならば、ブロック間の配線の長さに応
じて該ブロック間の遅延時間調整が行われる。まず、論
理ブロックを入力してブロック内論理合成を実施し(ス
テップ1)、与えられた面積に納まるか判断し(ステッ
プ2)、納まった場合は全ブロックを完了したか判断す
る(ステップ3)。全ブロックを完了した後、ブロック
間のfanout、および遅延調整をブロック間の距離
を考慮して実施し(ステップ4)、ブロック間調整が成
功したどうか判断する(ステップ5)。成功した場合
は、全てのブロック間の調整が完了したかを判断し(ス
テップ6)、完了した場合は論理合成成功と判断し、未
完了の場合はステップ4に戻る。尚、ステップ2および
ステップ5にてNGの場合はブロック内/ブロック間論
理の見直しを行う(ステップ7)。
【0012】図4の分図(a)〜(c)にブロック間の
遅延時間調整(ステップ4)の例を示す。分図(a)〜
(c)の例に共通な前提条件として以下の3つを設けて
おく。
【0013】ブロック1とブロック2との間の距離は
2mm。又、ブロック1とブロック3との距離は10m
m。
【0014】LSI上のブロック間の配線の信号伝搬
時間は、信号の伝達先に負荷が無い場合で0.1ns/
mm。従って、ブロック間の配線長が2mmの時は0.
2ns、10mmの時は1nsとなる。
【0015】フリップフロップ間の信号伝搬時間は
9.6nsから10.0nsの間に入っている必要があ
る。 (a)配線遅延の補償例 ・F1からF2までの信号伝搬パス フリップフロップF1からゲートG1までの信号伝搬時
間が4ns(ゲート2個の遅延時間と配線遅延時間を含
めた値とする)、G1からG2までの信号伝搬時間がブ
ロック間の配線遅延時間を含めて1.8ns(G1のゲ
ート遅延時間1.6ns(仮定)+上記の0.2n
s)、G2からフリップフロップF2までの時間が4n
s(F1からG1と同じとする)となっているとする。
従って、この場合はF1からF2までの信号伝搬時間は
合計9.8nsで上記の条件を満たしている。 ・F3からF4までの信号伝搬パス F3からF4までのパスは上記F1からF2までのパス
と論理的には同じ機能とする。しかし、ブロック1とブ
ロック3の間の遅延時間を補償するためにブロック1側
は、パワーゲートG3を使用する。
【0016】パワーゲートとはノーマルゲートと同じ論
理機能を有しつつ出力パワーを大きくしたゲートのこと
である。図5にノーマルゲートとパワーゲートを対比し
た例を示す(詳細後述)。パワーゲートはノーマルゲー
トよりも信号駆動能力が高く、ノーマルゲートよりファ
ンアウトを多くとれる、ゲート内遅延時間が短く、それ
にゲート間の配線遅延時間もノーマルゲートよりも短く
出来るという特長を有する。しかしパワーゲートは同等
の論理機能を持つノーマルゲートよりセル数が多く、L
SI上での占有面積が大きくかつ消費電力も多いので、
論理合成手段はノーマルゲートでは駆動能力が不足する
時のみパワーゲートを使用するようにしている。パワー
ゲートが組入れられたF3からF4までの伝搬時間は、
F3からG3までが4ns(F1からG1と同じとす
る)、G3からG4までの伝搬時間がパワーゲートG3
の使用によりブロック間の配線遅延時間を含めて2ns
(G3のゲート遅延時間1ns(仮定)+上記の1n
s)、G4からF4までの伝搬時間が4ns(F1から
G1と同じとする)とすると合計10nsとなり上記
の条件を満たすことになる。もし、パワーゲートG3の
代りに前記ノーマルゲートG1を使用したと仮定する
と、該仮定したG1からG4までの伝搬時間が2.6n
sとなり、その結果、F3とF4間の伝搬時間が10.
6nsとなり上記の条件を満たさなくなる。 (b)ファンアウトの調整例 ・F5からF6までの信号伝搬パス F5からG5までの信号伝搬時間が4ns、G5からG
6までの時間が3.8ns、そしてG6からF6までが
2nsと仮定すると合計9.8nsとなり上記の条件
を満たしている。尚、G5からの出力信号はその先でG
6、G7、それにG8とファンアウトしている。こうし
た場合、ファンアウト側のゲートが持つキャパシタンス
のため、信号の伝搬速度はファンアウトがない場合に較
べて遅くなる。 ・F8からF7までの信号伝搬パス ブロック1とブロック3を結ぶ配線の遅延に加え、該配
線の持つキャパシタンスがファンアウト側への信号伝達
速度をさらに低下させるため、ブロック1とブロック3
の間の信号伝搬にパワーゲートが必要になる。その結
果、パワーゲートG9とゲートG10の間の伝搬時間を
4nsと仮定すると、F8からG9までの4ns、それ
にG10からF7までの2nsと合計して、F8とF7
間の信号伝達時間は10nsということで上記の条件
を満足することが出来る。もし、パワーゲートG9では
なくてノーマルゲートG5を使用したと仮定すると、該
仮定したゲートG5からブロック3にあるG10までの
伝搬時間は4.6nsとなる。その結果、F8からF7
までの伝搬時間は10.6nsになり、上記の条件に
違反してしまう。 (c)ミニマム遅延の補償例 ・F9からF10までの信号伝搬パス F9からG11までの信号伝搬時間が4ns、G11か
らG12までの伝搬時間が1.2ns、そしてG12か
らF10までの時間が4.8nsと仮定すると合計10
nsとなり上記の条件を満足する。 ・F11からF12までの信号伝搬パス ディレイゲートD1及びD2によってミニマム遅延補償
をしている。ディレイゲートとは、遅延時間の調整の為
に信号の伝搬時間を引き伸ばすときに使用するゲートの
ことである(論理的な機能は持っていない)。本実施例
でのディレイゲートは一個当たり0.2nsの信号伝搬
遅延時間を持っている。上記ディレイゲートを2個挿入
することでG13とG14の間の伝搬時間は0.8ns
となり、F11からG13までの4ns、それにG14
からF12までの4.8nsと合せて、F11からF1
2までの信号伝搬時間は9.6nsとなり上記の条件
を満足している。もし、G13とG14の間にデイレイ
ゲートを挿入しないと該G13とG14の間の信号伝搬
時間は0.4nsとなる。その結果、F11からF12
までの伝搬時間は9.2nsとなり上記のミニマム側
の条件である9.6nsを満足出来なくなってしまう。
【0017】図5はノーマルゲートとパワーゲートをN
ANDを例にして対比したものである。同図から分るよ
うに、パワーゲートはノーマルゲートに較べファンアウ
トを多くとれる、ゲート遅延値が小さい、ゲートの駆動
能力が高いという特長を持っている。しかし、その一方
で、ファンイン値が大きい、セル数が多い、消費電力が
多い、ゲートの面積が広いという欠点を有している。し
たがって、LSI上のパワーゲートの数は少なければ少
ないほど、論理合成の結果が優れていると言える。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明の論理合成方
式は、LSIを構成するブロックの配置情報を入力する
ことで、論理合成手段(プログラム)がブロック間を跨
ぐ配線の長さをブロック配置情報から自動的に算出でき
ることから、ブロック間の配線遅延の調整を人手の介入
なしで該配線の長さに応じて正確にできるため、人手工
数および設計期間を削減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】LSIブロック配置例を示す図である。
【図3】本実施例における論理合成手段の論理合成実行
フローチャートの例を示す図である。
【図4】本実施例におけるブロック間調整例を示す図で
ある。
【図5】ノーマルゲートとパワーゲートの構成例を示す
図である。
【符号の説明】
1 論理記述情報 2 LSIブロック配置情報 3 テクノロジーライブラリ 4 論理合成手段 5 LSIネットリスト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 階層設計が行われるLSIの論理合成方
    式において、前記LSIの論理動作をブロック別に分け
    て設計言語で記述した論理記述情報と、前記ブロックの
    前記LSI上の位置及び領域を示すLSIブロック配置
    情報と、論理合成の途中で生成されるゲートレベル回路
    と実際の前記LSI上での物理的な実現回路とのマッピ
    ング情報を格納したテクノロジーライブラリと、前記論
    理記述情報と前記LSIブロック配置情報と前記テクノ
    ロジーライブラリを入力して前記ブロック内及び前記ブ
    ロック間の論理合成を実施して前記LSIのネットリス
    トを出力する論理合成手段とから成ることを特徴とする
    LSIの論理合成方式。
  2. 【請求項2】 前記論理合成手段が、前記論理ブロック
    を入力してブロック内論理合成を実施し(ステップ
    1)、前記ブロック内論理合成を実施された前記ブロッ
    クが与えられた前記領域に納まるか判断し(ステップ
    2)、前記領域に納まる場合は前記ブロック内論理合成
    を全ブロックについて完了するまで前記ステップ1から
    繰り返し(ステップ3)、前記全ブロックについて前記
    ブロック内論理合成を完了した場合はブロック間のファ
    ンアウト調整および遅延調整を前記ブロック間の距離を
    考慮して予め決められた基準に納まるように実施し(ス
    テップ4)、ブロック間の前記調整が成功したどうか判
    断し(ステップ5)、ブロック間の前記調整が成功した
    場合は全ての前記ブロック間の調整が完了するまで前記
    ステップ4から繰り返し(ステップ6)、前記ステップ
    2にて前記領域に納まらない場合および前記ステップ5
    にて前記ブロック間の調整が成功しなかった場合は前記
    ブロック内および前記ブロック間論理の見直しを行う
    (ステップ7)ことを特徴とする請求項1記載のLSI
    の論理合成方式。
JP5160575A 1993-06-30 1993-06-30 Lsiの論理合成方式 Pending JPH0778189A (ja)

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