JPH1011482A - 集積回路の消費電力見積り装置 - Google Patents
集積回路の消費電力見積り装置Info
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- JPH1011482A JPH1011482A JP8159543A JP15954396A JPH1011482A JP H1011482 A JPH1011482 A JP H1011482A JP 8159543 A JP8159543 A JP 8159543A JP 15954396 A JP15954396 A JP 15954396A JP H1011482 A JPH1011482 A JP H1011482A
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Abstract
行える集積回路の消費電力見積り装置を提供する。 【解決手段】 シミュレーション手段3と、前記シミュ
レーション手段3による論理シミュレーション結果と、
各基本セルの入出力端子の状態に対して予め基本セルの
消費電流定義データ格納部4に用意されている消費電力
データとに基づいて各基本セルが消費する電力を見積も
る消費電流Ia見積り手段7と、前記シミュレーション
手段3による論理シミュレーション結果と、各メガセル
の入出力端子の状態、機能記述における変数、及び動作
周波数に対して予めメガセルの消費電流定義データ格納
部6に用意されている消費電力データとに基づいて各メ
ガセルが消費する電力を見積もる消費電流Ib見積り手
段8と、両見積り結果を加算して回路全体の消費電力を
見積もる加算手段9とを備えた。
Description
力見積り装置に関する。
の設計の段階で予め当該集積回路が消費するであろう電
力を見積もることが行われている。そして、この種の技
術として、特開平2−136775号公報には、集積回
路の論理シミュレーション結果から各基本セル(例え
ば、AND、OR、NOT等)の出力端子のイベント数
を求め、このイベント数と予め用意された各基本セルの
消費電流情報とから回路全体の消費電流を見積もる消費
電流見積り方法が開示されている。また、特開平4−1
30661号公報には、出力信号電圧の時間的変化と、
消費電力データと、外部設定条件データとに基づいて、
論理回路の所定時間における消費電力を算出する半導体
集積回路の消費電力見積り方法が知られている。
ずれの従来技術も、前記の基本セルにて構成される回路
を対象とするものであり、メガセルを含む回路に対して
消費電力の見積りを行うことが困難であった。ここで、
メガセルとは、論理シミュレーション時には、ハードウ
ェア記述言語で機能記述されており、基本セルによって
どのように構成されるかが示されていない機能ブロック
をいい、CPU、ROM、或いはRAMなどが含まれ
る。
を含む集積回路の消費電力見積りが行える集積回路の消
費電力見積り装置を提供することを目的とする。
電力見積り装置は、上記の課題を解決するために、ハー
ドウェア記述言語を用いて機能記述されているメガセ
ル、及び基本セルにより構成される回路データを論理シ
ミュレーションするシミュレーション手段と、前記シミ
ュレーション手段による論理シミュレーション結果と、
各基本セルの入出力端子の状態に対して予め用意されて
いる消費電力データとに基づいて各基本セルが消費する
電力を見積もる第1消費電力見積り手段と、前記シミュ
レーション手段による論理シミュレーション結果と、各
メガセルの入出力端子の状態、機能記述における変数、
及び動作周波数に対して予め用意されている消費電力デ
ータとに基づいて各メガセルが消費する電力を見積もる
第2消費電力見積り手段と、前記第1消費電力見積り手
段にて見積もられた消費電力値と第2消費電力見積り手
段にて見積もられた消費電力値とを加算して回路全体の
消費電力値を見積もる加算手段と、を備えたことを特徴
とする。
による論理シミュレーション結果と、各基本セルの入出
力端子の状態に対して予め用意されている消費電力デー
タとに基づいて各基本セルが消費する電力を見積もるよ
うにしているので、メガセルを含む集積回路の消費電力
見積りを行うことが可能となる。
り装置は、ハードウェア記述言語を用いて機能記述され
ているメガセル、及び基本セルにより構成される回路デ
ータを論理シミュレーションするシミュレーション手段
と、前記メガセルの命令実行時における消費電力値を記
述したテーブルと、前記論理シミュレーション時に与え
られる前記メガセルへの命令に対応してその消費電力値
を前記テーブルから読み出してメガセルの消費電力値を
見積もるメガセル消費電力見積り手段と、前記メガセル
以外の回路部分である基本セルの消費電力値を見積もる
基本セル消費電力見積り手段と、前記メガセル消費電力
見積り手段にて見積もられた消費電力値と基本セル消費
電力見積り手段にて見積もられた消費電力値とを加算し
て回路全体の消費電力値を見積もる加算手段と、を備え
たことを特徴とする。
時に与えられる前記メガセルへの命令に対応してその消
費電力値を前記テーブルから読み出してメガセルの消費
電力値を見積もるようにしているので、メガセルを含む
集積回路の消費電力見積りを行うことが可能となる。
づいて説明する。
見積り装置を示した概略の機能ブロック図である。ま
た、図2は、当該消費電力見積り装置となるマイクロコ
ンピュータの概略構成を示したブロック図である。この
マイクロコンピュータは、CPU11と、メモリ12
と、ハードディスク13と、ディスプレイ14と、キー
ボード15とを備えて構成される。図2に示されたハー
ドディスク13には、図1における回路接続情報格納部
1、論理シミュレーション用ライブラリ2、各基本セル
の消費電流定義データ格納部4、及び各メガセルの消費
電流定義データ格納部6が設けられている。また、図2
のCPU11とメモリ12に格納されているプログラム
とにより、図1の論理シミュレーション手段3、基本セ
ルの消費電流Ia見積り手段7、及びメガセルの消費電
流Ib見積り手段8、及び加算手段9が構成されるとと
もに、前記メモリ12にてシミュレーション結果格納部
5が構成されている。
には、各基本セルの入出力端子の状態に対して予め用意
されている消費電力データが格納されている。また、各
メガセルの消費電流定義データ格納部6には、各メガセ
ルの入出力端子の状態、機能記述における変数、及び動
作周波数に対して予め用意されている消費電力データが
格納されている。
積り対象となる回路の接続情報が格納されている。この
回路の接続情報の中には、基本セルに対する接続情報お
よびメガセルに対する接続情報が含まれるとともに、メ
ガセルについてはハードウェア記述言語を用いて機能記
述されている。論理シミュレーション用ライブラリ2に
は、論理シミュレーションに必要な各種情報が格納され
ている。論理シミュレーション手段3は、前記の回路接
続情報格納部1から回路接続情報等を取り込むととも
に、前記論理シミュレーション用ライブラリ2から各種
情報を取り込み、これらの情報に基づいて論理シミュレ
ーションを実行する。そして、この論理シミュレーショ
ンの結果を、シミュレーション結果格納部5に格納す
る。
前記のシミュレーション結果と、各基本セルの消費電流
定義データ格納部4に格納されているデータとに基づ
き、消費電流見積りの対象となる回路のうち、基本セル
の全体が消費する電流Iaを見積もる。なお、電流Ia
は、n個の基本セルにおける各消費電流をia1 ,ia
2 ,…,ianとすると、Ia=ia1 +ia2 +…+
ianで表される。また、基本セルの電流見積りの方法
としては、従来技術を用いることができる。
前記のシミュレーション結果と、各メガセルの消費電流
定義データ格納部6に格納されているデータとに基づ
き、消費電流見積りの対象となる回路のうち、メガセル
の全体が消費する電流Ibを見積もる。なお、電流Ib
は、m個のメガセルにおける各消費電流をib1 ,ib
2 ,…,ibmとすると、Ib=ib1 +ib2 +…+
ibmで表される。このメガセルの電流見積りの方法に
ついては、後述する。
とを加算する。これにより、消費電流見積りの対象とな
る回路の全体の消費電流を見積もることができる。
手段8による消費電流見積りの具体的な説明を行う。
り、図中のBOXと表記された部分がメガセルである。
このメガセルには、入力端子として、A0,A1,CE
B、WEB、及びCKがあり、出力端子としてD0があ
る。また、このメガセルBOXの消費電流データ(各メ
ガセルの消費電流定義データ格納部6に格納される)の
一例を図4及び図5に示す。
と非同期式の区別)、周波数決定信号、及び状態リスト
の表題について、それぞれ具体的内容を記述したデータ
である。この例では、セル名がRAMであり、タイプは
同期式であり、周波数決定信号はCK(前記メガセルB
OXの入力端子であるCK)であり、状態リストとして
standby、read、及びwriteの3状態が
表記されている。ここで、周波数決定信号は、メガセル
の動作周波数を求めるときに参照される信号である。こ
の信号は、この実施の形態のごとく、メガセルの外部端
子を表してもよいし、或いは、機能記述内の変数として
もよいものである。また、状態リストを用意しているの
は、各状態によって消費電流が異なるからである。
ead、及びwriteの各状態における状態決定条
件、AC電流(成分)、及びDC電流(成分)を示して
いる。状態決定条件は、その状態になるための条件を論
理式で記述したものである。論理式で出てくる信号(C
EBやWEB等)は、この実施の形態のごとく、メガセ
ルの外部端子で表してもよいし、或いは、機能記述内の
変数にて表記してもよいものである。この図5では、例
えば、CEB=1(High)のときにstandby
状態になることが示されている。また、前記AC電流
(成分)とは、メガセルの消費電流のうち、動作周波数
(f)に依存する電流(成分)をいう。この図5では、
AC電流は、動作周波数(f)の一次式で記述している
が、これに限らず他の複雑や式や、或いはテーブルデー
タとして記述されるものであってもよい。また、前記D
C電流(成分)とは、メガセルの消費電流のうち動作周
波数(f)に依存しない電流(成分)をいう。この図5
では、例えば、read状態において、D0の論理値が
“1”(High)のとき、電流Zが流れることを示し
ている。この電流Zの値は、実測値から予め抽出されて
いるものである。
る各端子の論理値の変化を示したタイミングチャートで
ある。この論理値の変化は、論理シミュレーションの結
果として得られ、シミュレーション結果格納部5から読
み出すことができる。
容を示したフローチャートである。この図7、及び前記
の図6、図5、図4に基づいて、メガセルの消費電流I
b見積り手段8による消費電流見積りの処理内容を説明
する。まず、前記の論理シミュレーション結果から、各
時刻におけるメガセルの状態を調べる。t0 からt1の
期間においては、シミュレーション結果である図6にお
いて、CEBが“0”(Low)でWEBが“1”(H
igh)であるから、図5の状態決定条件に基づき、r
ead状態であることが分かる。また、t1 からt2 の
期間においては、シミュレーション結果である図6にお
いて、CEBが“1”(High)であるから、図5の
状態決定条件に基づき、standby状態であること
が分かる。このように、まず各イベントの状態分けを行
う(ステップ1)。
(f)を求める。図4により、メガセルBOXは、同期
式で動作周波数を決定する端子はCKであることが分か
る。そして、図6により、readの期間(t0 からt
1 )において、CKは4つのパルスを発生させているこ
とがわかる。平均動作周波数(f)は、下記の第1式に
より、前記パルス数“4”と時間(t1 −t0 )とから
求める(ステップ2)。
流およびDC電流を求める。例えば、read状態のA
C電流Iraは、下記の第2式から求める。一方、re
ad状態のDC電流Irdは、下記の第3式から求める
(ステップ3)。
として記述されている値である。また、図5において、
read状態のときには端子D0に流れるDC電流はZ
であり、端子D0の論理値が“1”のときのみ流れると
いうことが分かる。従って、期間t0 からt1 での平均
DC電流は、上記第3式にて求めることができる。な
お、第3式中のW1、W2は、図6に示されるD0が
“1”の期間である。
dby状態なので、この期間のDC電流Isdは、下記
の第4式から求める(ステップ3)。
として記述されている値である。
OXの平均消費電力IA を下記の第5式により求める
(ステップ4)。
いる全てのメガセルに対して行う。そして、加算手段9
によって、回路中に含まれている全てのメガセルの合計
消費電流と、回路中に含まれている全ての基本セルの合
計消費電流とを加算することにより、回路全体の消費電
流を求めることができる。
路の消費電力見積り装置の他の実施の形態について説明
する。
装置の概略構成を示した機能ブロック図である。当該消
費電力見積り装置は、論理シミュレーションを実行する
論理シミュレーション部21と、メガセルの消費電力を
見積もる消費電力解析部22と、回路全体の消費電力見
積り値を算出する回路消費電力加算部23と、見積もっ
た回路全体の消費電力値をディスプレイ表示する消費電
力表示部24と、論理シミュレーションに必要な回路デ
ータ(メガセルについては機能記述データが格納されて
いる)を格納する回路データ格納部30と、論理シミュ
レーションのためのテストパターンを格納するテストパ
ターン格納部31と、メガセルの命令ごとの消費電力値
に関する情報を格納している消費電力情報テーブル32
と、により構成されている。
理シミュレーションに際してメガセルに与えられる命令
を読み込む命令読み込み部25と、この読み込んだ命令
を記憶する命令記憶部26と、前記命令がシミュレーシ
ョン実行されるときに前記消費電力情報テーブル32か
ら消費電力値を読み出す消費電力テーブル参照部27
と、各メガセルについて得られた消費電力値を加算して
いくメガセル消費電力加算部28と、加算したメガセル
消費電力値を記憶する消費電力記憶部29とを備えて構
成されている。
順を示したフローチャートである。この図9及び前記図
8に基づいて各機能部の処理内容および処理手順の説明
を行う。論理シミュレーション部21は、ハードウェア
記述言語を用いて機能記述されたメガセルおよび当該メ
ガセルに対するテストパターンを読み込み(ステップ1
1)、論理シミュレーションを行う(ステップ12)。
そして、この機能記述されたメガセルが論理シミュレー
ションにおいて、命令をフェッチすると、消費電力解析
部22の命令読み込み部25がその命令を読み込む。
セルには、予めメガセルの機能記述を行った開発者が、
メガセルが命令をフェッチしたことを命令読み込み部2
5に知らせるための関数を記述しておく。この関数につ
いては後述する。
る。そして、消費電力テーブル参照部27は、消費電力
情報テーブル32を参照する(ステップ14)。消費電
力情報テーブル32は、メガセルの開発者が予め作成し
たものであり、図10に示しているように、メガセルの
命令と、各命令の実行時に消費される消費電力値との対
応関係を表したデータ群から成る。
憶された命令に対応する消費電力値を消費電力情報テー
ブル32から読み出す(ステップ15)。そして、メガ
セル消費電力加算部28にて前記テーブルから読み出し
たメガセルの消費電力値を加算し(ステップ16)、消
費電力記憶部29に格納する。
否かを判断し(ステップ17)、終了していないならス
テップ12に進む。一方、終了したなら、即ち、全ての
メガセルについて上記処理を行ったなら、回路消費電力
加算部23にて当該全メガセルの合計消費電力値にメガ
セル以外の合計消費電力値を加算し、回路全体の消費電
力値を得る(ステップ18)。そして、消費出力表示部
24にて前記回路全体の消費電力値をディスプレイ表示
する(ステップ19)。
DSPのモデル記述例を示した図である。この図を用い
て上述した処理における命令や関数を具体化して以下に
説明する。CPUやDSPが論理シミュレーション中に
“LDA”命令をフェッチすると、関数$PowerA
nalysisによって、命令読み込み部25が“LD
A”読み込む。そして、命令記憶部6が、“LDA”を
記憶する。関数$PowerAnalysisは、CP
UやDSPが命令をフェッチすると必ず呼び出されるよ
うに記述され、フェッチした命令を命令読み込み部25
に伝える働きをする。消費電力テーブル参照部27は、
“LDA”命令に対して格納されている消費電力値(W
a)を消費電力情報テーブル32から読み出す(図10
参照)。そして、この消費電力値(Wa)が消費電力記
憶部29に格納される。
ション中に“STA”命令をフェッチすると、関数$P
owerAnalysisによって、命令読み込み部2
5が“STA”命令を読み込む。そして、命令記憶部6
には、“STA”が記憶される。消費電力テーブル参照
部27は、“LDA”命令に対して格納されている消費
電力値(Wa)を消費電力情報テーブル32から読み出
す(図10参照)。そして、この消費電力値(Wb)が
消費電力記憶部29に格納される。
するまで繰り返され、論理シミュレーションが終了する
と、全メガセルの合計消費電力値と、メガセル以外の回
路部分である基本セルの合計消費電力値とが消費電力加
算部23で加算されたて回路全体の消費電力値が見積も
られ、これが消費電力表示部24にて表示される。
路の消費電力見積り装置によれば、メガセルを含む集積
回路の消費電力見積りが行えるという効果を奏する。
積り装置を示す機能ブロック図である。
積り装置を成すコンピュータを示すブロック図である。
た図である。
説明図である。
説明図である。
を示したタイミングチャートである。
費電流見積り処理内容を示したフローチャートである。
力見積り装置を示す機能ブロック図である。
流見積り処理内容を示したフローチャートである。
である。
機能記述データを示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ハードウェア記述言語を用いて機能記述
されているメガセル、及び基本セルにより構成される回
路データを論理シミュレーションするシミュレーション
手段と、 前記シミュレーション手段による論理シミュレーション
結果と、各基本セルの入出力端子の状態に対して予め用
意されている消費電力データとに基づいて各基本セルが
消費する電力を見積もる第1消費電力見積り手段と、 前記シミュレーション手段による論理シミュレーション
結果と、各メガセルの入出力端子の状態、機能記述にお
ける変数、及び動作周波数に対して予め用意されている
消費電力データとに基づいて各メガセルが消費する電力
を見積もる第2消費電力見積り手段と、 前記第1消費電力見積り手段にて見積もられた消費電力
値と第2消費電力見積り手段にて見積もられた消費電力
値とを加算して回路全体の消費電力値を見積もる加算手
段と、 を備えたことを特徴とする集積回路の消費電力見積り装
置。 - 【請求項2】 ハードウェア記述言語を用いて機能記述
されているメガセル、及び基本セルにより構成される回
路データを論理シミュレーションするシミュレーション
手段と、 前記メガセルの命令実行時における消費電力値を記述し
たテーブルと、 前記論理シミュレーション時に与えられる前記メガセル
への命令に対応してその消費電力値を前記テーブルから
読み出してメガセルの消費電力値を見積もるメガセル消
費電力見積り手段と、 前記メガセル以外の回路部分である基本セルの消費電力
値を見積もる基本セル消費電力見積り手段と、 前記メガセル消費電力見積り手段にて見積もられた消費
電力値と基本セル消費電力見積り手段にて見積もられた
消費電力値とを加算して回路全体の消費電力値を見積も
る加算手段と、 を備えたことを特徴とする集積回路の消費電力見積り装
置。
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