JPH1115868A - 論理回路の信号遅延時間解析方法 - Google Patents

論理回路の信号遅延時間解析方法

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JPH1115868A
JPH1115868A JP9169925A JP16992597A JPH1115868A JP H1115868 A JPH1115868 A JP H1115868A JP 9169925 A JP9169925 A JP 9169925A JP 16992597 A JP16992597 A JP 16992597A JP H1115868 A JPH1115868 A JP H1115868A
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JP
Japan
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analysis
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logic circuit
delay time
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JP9169925A
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Ichiro Kono
一郎 河野
Naoki Kato
直樹 加藤
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】信号遅延時間を解析する前に、精度と解析時間
との関係を把握する。 【解決手段】解析手段検索手段100は、要求解析精度
データ110を入力として、解析手段の精度を示した精
度ライブラリ120を参照し、要求精度を満たす解析手
段を検索して、結果を解析手段データ111として出力
する。遅延解析時間算出手段101は、解析手段データ
111と回路接続・レイアウトデータ112とを入力と
して、回路情報と解析時間との関係を示した解析時間ラ
イブラリ121を参照し、解析手段毎に解析時間の予測
値を算出して、結果を予測解析時間データ113として
出力する。予測解析時間表示手段102は、得られた予
測解析時間データ113を表示装置に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、論理回路設計過程
において信号遅延時間を解析する方法に係り、特に、信
号遅延時間を解析する前に、信号遅延時間解析方法の精
度と解析時間との関係を把握するのに好適な信号遅延時
間解析方法に関する。
【0002】
【従来の技術】同期式の論理回路では、全てのフリップ
フロップ間のパスの信号遅延時間が、設計基準制限値以
内に収まることが要求される。そのために、製造前に論
理回路の設計データを元にして、全てのパスの信号遅延
時間を解析し、設計基準値と比較する遅延検証が行われ
ている。また、近年の論理回路の高速化により、論理設
計,レイアウト設計工程においても、パスの遅延時間を
解析し、その遅延時間を設計基準値に収めるように、論
理、レイアウトを最適化することが行われる。以上のこ
とから、大規模、高速な論理回路の設計において、信号
遅延時間の解析は、高精度かつ短時間に行うことが要求
されている。
【0003】信号遅延時間を解析する方法は以下の2種
類に大きく分類されるが、精度と解析時間の面でそれぞ
れ得失をもっている。
【0004】(1)回路シミュレーション:回路シミュ
レーションは、論理セルに含まれるトランジスタ素子
や、抵抗素子,容量素子の関係を連立微分方程式で記述
し、これを数値的に積分して解くものである。一般に、
回路シミュレーションは高精度の解析が可能であるが、
解析に要する時間が多大である。また、解析時間を短縮
する目的で開発された方法(例えば「IEEEコンピュ
ータ・エイデド・デザイン論文集(1994年)の14
98頁から1512頁」)は数多くあるが、これらはト
ランジスタ素子を抵抗素子に近似することにより計算量
を削減する方法であることから、一般に回路シミュレー
ションに比べて精度が劣化する。
【0005】(2)静的遅延解析:静的遅延解析は、連
立微分方程式を解くのではなく、論理ゲートの遅延時間
の解析に必要な情報を収めたライブラリを活用すること
で、遅延時間を簡易的に計算する方法である。例えば、
「第31回デザインオートメーション・コンファレンス
(1994年)予稿集327頁から332頁」では、論
理ゲートおよび配線の1段分の遅延時間Tを次の式で求
めるとしている。
【0006】T=Tint +Tload+Twire+Tprev ここに、Tint は負荷によらない論理ゲートの遅延時
間、Tloadは負荷による論理ゲートの遅延時間、Twire
は配線の遅延時間、Tprevは前段の波形なまりによる遅
延時間を示している。
【0007】Tint は、論理ゲート毎に予め求められた
定数である。Tloadは、論理ゲートの負荷となる配線や
次段の論理ゲートを等価的な1つの容量で近似し、その
容量の関数として求められる。Tprevは、前段の論理ゲ
ートと負荷の状態により決められる信号波形の立ち上り
および立ち下り時間等の関数として求められる。それら
の関数は、論理ゲート毎に予め定められており、Tint
とともに静的遅延解析ライブラリに保存されている。T
wireは、配線の抵抗と容量から求められる。
【0008】このように、静的遅延解析では、必要な定
数や関数を予めライブラリとして作成しておき、それを
活用するので、連立微分方程式を数値計算で解いている
回路シミュレーションに比べて解析時間が極めて短い。
しかし、配線抵抗や波形ひずみの影響を表現することが
困難であることから、回路シミュレーションに比べて精
度が劣化する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、ま
すます大規模化,高性能化する論理回路を短期間で設計
するという目的から、信号遅延時間の解析を高精度かつ
短時間に行うことが要求されている。一方、信号遅延時
間を解析する方法は、精度と解析時間の面でそれぞれ得
失をもっている。そのため、信号遅延時間を解析する前
に、信号遅延時間解析方法の精度と解析時間とのトレー
ドオフを把握できることが重要になってきた。
【0010】しかしながら、従来技術では、信号遅延時
間を解析する前に、信号遅延時間解析方法の精度と解析
時間とのトレードオフを把握できなかった。
【0011】本発明は、信号遅延時間を解析する前に、
精度と解析時間とのトレードオフを把握できる信号遅延
時間解析方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者は、論理回路の
信号遅延時間解析方法について鋭意研究を重ねた結果、
(i)遅延解析を行う前に、以前に行った解析の結果を
もとに解析時間の予測値を算出して表示する機構と、
(ii)解析終了時に、得られた解析の結果を用いて以前
に行った解析の結果を自動更新する機構とを新たに備
え、(i)を行うにあたり、論理回路中の素子間の節点
数と、ゲート等の非線形素子数とを用いて解析時間の予
測値を算出すれば、信号遅延時間解析方法の精度と解析
時間とのトレードオフを把握しうることを見い出し、こ
の知見に基づいて本発明をなすに至った。
【0013】本発明の信号遅延時間解析方法のうち、
(i)の具体的な構成は、精度ライブラリすなわち遅延
時間解析手段の精度を示すライブラリと、解析時間ライ
ブラリすなわち論理回路の接続およびレイアウト情報
(以下「回路情報」と略す)と遅延解析に要する時間と
の関係を示したライブラリとを備え、(a)解析手段検
索手段:必要とする解析精度を入力として、上記精度ラ
イブラリを参照し、要求精度を満たす解析手段を検索す
る手段と、(b)遅延解析時間算出手段:上記解析手段
と回路情報とを入力として、上記解析時間ライブラリを
参照し、解析時間の予測値を算出する手段と、(c)予
測遅延時間表示手段:上記解析時間の予測値を表示装置
に表示する手段からなることを特徴とする。
【0014】また、(ii)の具体的な構成は、(d)実
解析時間抽出手段:遅延解析の結果を入力として、所要
解析時間を算出する手段と、(e)解析時間ライブラリ
更新手段:上記回路情報と解析手段と上記所要解析時間
とを入力として、上記解析時間ライブラリを更新する手
段からなることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の信号遅延時間解
析方法のうち、上記(i)の構成を示す図である。
【0016】解析手段検索手段100は、要求解析精度
データ110を入力として、精度ライブラリ120を参
照し、要求精度を満たす解析手段を検索して、結果を解
析手段データ111として出力する。遅延解析時間算出
手段101は、解析手段データ111と回路接続・レイ
アウトデータ112とを入力として、解析時間ライブラ
リ121を参照し、解析手段毎に解析時間の予測値を算
出して、結果を予測解析時間データ113として出力す
る。予測解析時間表示手段102は、得られた予測解析
時間データ113を表示装置に表示する。
【0017】図2は、本発明の信号遅延時間解析方法の
うち、上記(ii)の構成を示す図である。
【0018】実解析時間抽出手段200は、遅延解析結
果データ210を入力として、解析に要した実際の時間
を算出して、結果を実解析時間データ211として出力
する。解析時間ライブラリ更新手段211は、解析手段
データ111と、回路接続・レイアウトデータ112
と、上記実解析時間データ211とを入力として、解析
時間ライブラリ121を更新する。
【0019】次に、解析手段検索手段100から、予測
解析時間表示手段102までの各手段で行う処理につい
て具体的に説明する前に、まず精度ライブラリ120
と、解析時間ライブラリ121とについて具体的に説明
する。
【0020】図3は、精度ライブラリ120のデータ構
造の一例を示す図である。
【0021】300は、解析手段の精度を示す表であ
る。301は、解析手段を示す列である。302は、精
度を示す列であり、図の例では相対誤差が収められてい
る。
【0022】図4は、解析時間ライブラリ121のデー
タ構造の一例を示す図である。
【0023】400は、論理回路の接続およびレイアウ
ト情報と解析時間との関係を、解析手段ごとに示した表
である。401は、解析手段を示す列である。402
は、論理回路の接続およびレイアウト情報(以下「回路
情報」と略す)と解析時間との関係を示す列であり、一
例として入れ子状の表410が収められている。入れ子
状の表410については、411から412が、回路情
報を示す列であり、一例として回路中のゲート数411
と、節点数412が収められている。415は、解析時
間を示す列である。
【0024】図4では、回路情報として、ゲート数と節
点数を与えているが、他の情報を加えても、同様な入れ
子状の表を作成可能である。また、入れ子状の表ではな
く、関数の形で与えることも可能である。表から関数に
変換する場合には、補間計算等の数学的方法を用いれ
ば、容易に実施可能である。
【0025】次に、上記(i)を構成している、解析手
段検索手段100から、予測解析時間表示手段102ま
での各手段で行う処理について具体的に説明する。
【0026】解析手段検索手段100で行う処理は、図
3に示した表から要求精度を満たす解析手段を検索する
ことである。図3によれば、要求精度として2%が入力
された場合には、解析手段として#1が出力されること
になる。回路接続・レイアウトデータ112には、例え
ば、通常の一般的な回路シミュレータの入力データ等、
公知の技術により生成可能なデータを用いればよい。
【0027】遅延解析時間算出手段101で行う処理
は、図3に示した表から補間計算等の数学的手法により
解析時間を算出することである。図4によれば、解析手
段名として#1、節点数として3000、ゲート数とし
て300が入力された場合には、一次の補間計算により
解析時間の予測値として(a+b)/2(分)が出力さ
れることになる。
【0028】予測解析時間表示手段102で行う処理
は、解析手段毎に、解析手段と解析時間の予測値を対応
させて表示することである。例えば、解析手段と解析時
間の予測値を表にして表示したり、あるいは解析手段毎
に回路情報と解析時間の関係をグラフで示し、そのグラ
フの中に解析時間の予測値を点で表示することで、精度
と解析時間のトレードオフを視覚的に容易に把握できる
ようにする。
【0029】次に、上記(ii)を構成している、実解析
時間抽出手段200から、解析時間ライブラリ更新手段
201までの各手段で行う処理について具体的に説明す
る。
【0030】実解析時間抽出手段200で行う処理は、
遅延解析結果データ210に記述された実際の解析時間
を合計することである。遅延解析結果データ210に
は、上記回路シミュレータの出力データ等、公知の技術
により生成可能なデータを用いればよい。
【0031】解析時間ライブラリ更新手段201で行う
処理は、図4に示した入れ子状の表410に、解析に要
した実際の時間を追加および削除することである。図4
によれば、解析手段名として#1、節点数として300
0、ゲート数として300、実解析時間としてx(分)
が入力された場合、入れ子状の表410に上記入力デー
タが追加されることになる。
【0032】
【発明の効果】本発明の信号遅延時間解析方法によれ
ば、上記(i)により、解析時間との相関性が強い、論
理回路中の節点数と非線形素子数とを用いて解析時間の
予測値を算出するので、信号遅延時間を解析する前に、
精度と解析時間とのトレードオフを把握できる。さら
に、上記(ii)により、遅延解析終了時に、以前の解析
に要した時間を収めたライブラリに、解析時間を自動で
追加および削除していくので、解析時間の予測値を正確
に求めるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の信号遅延時間解析方法の構成を示す
図。
【図2】解析時間ライブラリを更新する方法の構成を示
す図。
【図3】精度ライブラリのデータ構造の一例を示す図。
【図4】解析時間ライブラリのデータ構造の一例を示す
図。
【符号の説明】
100…解析手段検索手段、101…遅延解析時間算出
手段、102…予測解析時間表示手段、110…要求解
析精度データ、111…解析手段データ、112…回路接
続・レイアウトデータ、113…予測解析時間データ、
120…精度ライブラリ、121…解析時間ライブラ
リ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】論理回路の設計データを入力として、演算
    処理装置,記憶装置,表示装置および入出力装置を有す
    る計算機システムを用いて、信号遅延時間を自動的に計
    算する信号遅延時間計算方法において、論理回路の接続
    およびレイアウト情報を入力として、論理回路中のパス
    について遅延解析を行う、精度および解析時間の異なる
    複数の遅延時間解析手段と、遅延時間解析手段の精度を
    示す精度ライブラリと、論理回路の接続およびレイアウ
    ト情報と、遅延解析に要する時間との関係を示した解析
    時間ライブラリとを備え、(a)必要とする解析精度を
    入力として、上記精度ライブラリを参照し、要求精度を
    満たす解析手段を検索する解析手段検索ステップと、
    (b)上記検索された解析手段と論理回路の接続および
    レイアウト情報とを入力として、上記解析時間ライブラ
    リを参照し、解析時間の予測値を算出する遅延解析時間
    算出ステップと、(c)上記解析時間の予測値を表示装
    置に表示する予測遅延時間表示ステップを有してなるこ
    とを特徴とする論理回路の信号遅延時間解析方法。
  2. 【請求項2】上記論理回路の接続およびレイアウト情報
    は、論理回路中の素子間の節点数を含むことを特徴とす
    る請求項1記載の信号遅延時間計算方法。
  3. 【請求項3】上記論理回路の接続およびレイアウト情報
    は、論理回路中の非線形素子数を含むことを特徴とする
    請求項1記載の信号遅延時間計算方法。
  4. 【請求項4】(d)上記遅延解析の結果を入力として、
    所要解析時間を算出する実解析時間抽出ステップと、
    (e)上記論理回路の接続およびレイアウト情報と解析
    手段と上記所要解析時間とを入力として、上記解析時間
    ライブラリを更新する解析時間ライブラリ更新ステップ
    とを含むことを特徴とする請求項1記載の信号遅延時間
    解析方法。
  5. 【請求項5】上記(c)予測遅延時間表示ステップにお
    いて、論理回路の接続およびレイアウト情報と解析時間
    との関係をグラフで示し、そのグラフの中に解析時間の
    予測値を点で表示することを特徴とする請求項1記載の
    信号遅延時間解析方法。
JP9169925A 1997-06-26 1997-06-26 論理回路の信号遅延時間解析方法 Pending JPH1115868A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8024158B2 (en) * 2006-03-27 2011-09-20 Honda Motor Co., Ltd. Management system and management method of CAD data used for a structural analysis

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8024158B2 (en) * 2006-03-27 2011-09-20 Honda Motor Co., Ltd. Management system and management method of CAD data used for a structural analysis

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