JPS60173483A - 論理回路シミュレーション装置 - Google Patents

論理回路シミュレーション装置

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JPS60173483A
JPS60173483A JP59028521A JP2852184A JPS60173483A JP S60173483 A JPS60173483 A JP S60173483A JP 59028521 A JP59028521 A JP 59028521A JP 2852184 A JP2852184 A JP 2852184A JP S60173483 A JPS60173483 A JP S60173483A
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simulation
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Masaru Osawa
優 大澤
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/22Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
    • G06F11/26Functional testing
    • G06F11/261Functional testing by simulating additional hardware, e.g. fault simulation

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ANDゲートあるいはORケ−1・などの基
本論理素子で構成される論理回路装置の論理シミュレー
ション方式に関する。
〔発明の背景〕
従来、論理シミュレータには2つのタイプが存在してい
る。1つは汎用コンピュータ上に論理回路装置と等価な
論理回路モデルを形成し、プログラムにより前記論理回
路装置の動作を検証するソフトウェアシミュレータであ
り、他の1つは論理シミュレーション専用のハードウェ
ア装置を用意し、その上に前記論理回路モデルを形成し
、当該ハードウェアの並列動作により高速処理を行うハ
ードウェアシミュレータである。しかし、前者は論理回
路の規模が増大するに従い、汎用コンピュータ上の使用
メモリ量は増大し、処理速度が大幅に低下するという欠
点がある。また、後者はハードウェアで処理可能な論理
回路モデルを作成することが難しく、ソフトウェアシミ
ュレータと同等な動作をさせるためには、複雑な制御を
しなければならず、また、このために装置全体が大規模
で高価なものになるという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ソフトウェアシミュレータにおいて、
汎用コンピュータの使用するメモリ量を減少させ、かつ
、処理速度の向」二を図った論理シミュレーション方式
を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の要点は、ラフ1〜ウニアシミコレータにおいて
、汎用コンピュータに論理素子並列シミュレーション装
置を接続し、汎用コンピューターにに形成される論理回
路モデルに含まれる基本素子属性情報とその入出力信号
値情報とを論理素子並列シミュレーション装置に持たせ
ることにより、コンピュータ上で前記シミュレータの使
用するメモリ量を減少させると共に、容易に並列処理が
可能な入力信号値書換え及び出力信号値のM4算を論理
素子並列シミュレーション装置で並列に高速に行うよう
にした点にある。
〔発明の実施例〕
第1図は論理シミュレーションの手順を示すフローチャ
ートである。図示するように、一般に論理シミュレーシ
ョンは、まず初期設定を行い(ステップ1)、次に信号
値i−l算処理フェーズを行い(ステップ2)、続いて
シミュレーション時刻更新を行い(ステップ3)、終了
時刻が到来したがいなかを判断しくステップ4)、終了
時刻が到来していなかったらイベント伝搬処理フェーズ
を行い(ステップ5)、前記信号値計算処理フェース(
ステップ2)から再び同じ処理を繰り返す。前記ステッ
プ4で、終了時刻が到来したら論理シミュレーションは
終了する。
l記のように論理シミュレーションは、信号値計算処理
フェーズとイベント伝搬処理フェーズの2つのフェース
の繰り返し処理を行う。信号値処理フェーズでは、人力
信号変化情報を参照して入出力信号値情報上の入力信号
か変化した全グー(〜に対応する部分に入力信号値をセ
リトン、その入力信号値群から前記ゲートの新しい出力
信号値を31等し、計算前の出力信号値と比較して変化
した場合、舷当ゲートの出ツノ信号変化情報(以下イベ
ントと呼ふ)を作成する。次のイベント伝搬処理フェー
ズでは、現シミュレーション時刻に処理すべきイベン1
〜を参照し、そのゲートの次に信号の伝1mする全ケー
ト(以下シンクゲートと呼ぶ)に2、トする入力信号変
化情報を作成する。ここで、イベントはグー1〜固有の
信号伝搬遅延(以下ディレィと呼ぶ)時間を持ち、シミ
ュレーション時間−にでこのティレイ時間後に伝搬する
必要がある。本発明では、論理素子並列シミュレーショ
ン装置に、」−記論理シミュレーションの2つのフェー
ズのうち、並列処理を行うのに適している信号値計算処
理フェーズ担当させる。
第2図は、本発明に係る論理シミュレーション方式の概
略構成を示すブロック図である。同図において、該論理
素子並列シミュレーション袋筒11は、汎用コンピュー
タ18に接続され、大量のデータを高速に転送可能なイ
ンタフェース24を有し、汎用コンピュータ18の指示
に従い動作する。23は被シミュレーション論理回路モ
デルに与えられる外部入力信号情報を格納しているファ
イル(外部記憶装置)である。
第3図は第2図の各部分を詳細にしたブロック図である
。同図に示す様に、論理素子並列シミュレーション装置
11は、被シミュレーション論理回路装[ηの全ケート
属性情報を格納するゲートメモリ12と、前記ゲートの
入力側、出力側の信号値情報を格納する信号値メモリ1
3と、σを用コンピュータ18から受け取る入力信号変
化情報や出力信号計算後のイベン1へを一時的に格納し
ておくための人出カバッファ17と、汎用コンピュータ
18と前記人出カバッファ17とのデータ授受を制御す
る入出力コントローラ16と、前記人出カバッファ■7
の内容を参照しつつ対応する前記ゲートの入力信号値書
き換え及び出力値計算等を行なう複数個の演算プロセッ
サ14と、前記?ljl算プロセッサ14の並列動作を
制御するコントロールプロセッサ15とで構成される。
ゲートメモリ12は、第4図に示すように該当ケー1〜
の種類(例えはAND、OR等)41、入力端子数42
、ディレィ時間43、信号値メモリ13.1−、 ()
) (’Fi 号Jiff格納領域711yス115.
汎用コンビコータ上に展開されているゲート間の接続情
報中の要素を示すケートアドレス44等を格納する。
信号値メモリ13には、例えば4値までのシミュレーシ
ョンを行える様にするため、第5図に示す様に該当する
ゲートの入出力端子jつに付き2ピノ1への信号値領域
か割り当てられ、そこに入出力信号値51.52を格納
する。ここで信号値メモリ13は、書き換えを容易に行
える様に2ビツト毎にアドレス付けしている。汎用コン
ピュータ18から論理素子並列シミュレーション装置1
1に送られて来る入力信号変化情報には、第6図に示す
様に入力の変化したゲートに対応するゲートメモリー1
−の要素を示すゲート番号61、伝搬してきた入力信号
値62、変化した端子の入力端子63等が含まれている
。また本装置から汎用コンピュータに送出するイベン1
−には、第7図に示す様に出力の変化したゲー1−の出
力信号値71、ディレィ時間72、汎用コンピュータ1
8」−に展開されているグー1〜間の接続情報中の該当
要素を示す71ヘレス73等か含まれる。
今、第8図(El)に示すゲートG1.〜G5で構成さ
れる論理回路をシミュレーションすることを考える。同
図(b)、(c )、(d )はそれぞれ第8図(a)
に対する論理回路モデルであり、(b)は汎用コンピュ
ータ+ 8−J−、に展開されるグー1−間の接続情報
(回路接続情報)、(c)は論理素子並列シミュレーシ
ョン装@11のゲートメモリ12に展開される各ケー1
−の属性情報、(d)は論理素子並列シミュレーション
装置11の信号値メモリ13に展開される入出力信号値
情報である。
第3図の汎用コンピュータ18の内蔵するシミュレーシ
ョン制御プログラム22が、外部記憶装置23よりあら
かじめテストデータとして登録されている外部からの入
力信号変化情報を取り込み、回路接続情報】9Cすなわ
ち第8図(b)のゲート間接続情報)を参照しつつ第8
図(a)の回路入力端子1〜10のうち、端子1.2,
3,4,5゜7.9の7つの入力信号値が変化したこと
を検知して、テーブル21に第9図に示す様な入力信号
変化情報を端子毎に7つ作成したと仮定する。第9図中
、■]はハイレベル、I7はローレベルを示す。
シミュレーション制御プログラム22は、論理素子並列
シミュレーション装置11に対して入力信号変化情報が
全てでき上がったことを知らせる。
ここで制御は、論理素子並列シミュレーション装置11
に移る。該論理素子並列シミュレーション装置11は、
テーブル21より前記入力信号変化情報を高速インター
フェイス24.入出力コン1〜〇−ラ16を通して入出
力バッファ】7に読み込む。次に入出力コントローラ1
Gは、コントロールプロセッサI5に作業の開始を伝え
る。コントロールプロセッサ15は、各演算プロセッサ
14に人出力バッファ17」:の前記7つのデータを分
配する。各演算プロセッサ14は、各々独立に分配され
た前記入力信号変化情報に従いゲートメモリ12を参照
しつつ伝搬信号値を対応する信号値メモリ13へ並列[
こセラ1〜する。
この処理と従来のソフトウェアシミュレータとの違いは
、従来ソフトウェアシミュレータの場合入力信号変化情
報を1つずつ逐次的に取り出し処理を行うという動作に
対して、本並列シミュレーション装置11では複数の演
算プロセッサ14に入力信号変化情報を分配し、それぞ
れ独立に並列的に処理を行うという点である。ラフ1〜
ウエアシミユレータが51つの信号変化情報から対応す
る信号値メモリへ信号値をセットする時間を19、本並
列シミュレーション装置11の演算プロセッサ14か同
一の処理を行うための時間をtとし、N個の演算プロセ
ッサで処理を行ったとすると、M個の信号変化情報を処
理する時間は、ソフトウェアシミュレータの場合、 【(:r xM (1) であり、本装置の場合、 となる。例えは、ラフ1−ウェアシミュレータをミニコ
ン(処理速度IMIPS程度)で動作させ、1木並列シ
ミュレーション装置中の演算プロセッサ数Nを256、
各演算プロセッサの処理速度をミニコンと同程度のIV
IPs程度だと仮定する。
チー1〜数が数十万ケ−1への論理回路をシミュレーシ
ョンすると1Mは数千−数万となるので、N個の演算プ
ロセッサは、常に無駄かなく並列に動作すると考えて良
い。このとき信号値セラ1への処理時間は式(+)、 
(2)から本9f列シミュレーション装置を使用する従
来のラフ1−ウェアシミュレータと比較し約256倍の
速度で処理可能である。ソフトウェアシミュレータをI
OMIPSのマシンで動作させたとしても、本並列シミ
ュレーション装置を用いた方が、25倍以上の速度で処
理可能であることが解る。
次に人出カバッファ17の内容を分類し、同一ゲートに
対する入力信号変化情報を1つだけ残し全て削除する。
例の場合、第10図に示す様に、ゲートG o〜G3の
4つに減少する。この処理は、出力信号値を割算する際
に同一ゲートに対して何度も計算することを抑止するた
めに行う。次にコントロールプロセッサ15は、整理さ
れた入力信号変化情報を再び各演算プロセッサ14に分
類する。各演算プロセッサ14は、入力信号値セット処
理と同様にして各対応ゲートの出力信号値を並列に計算
し、信号値メモリ13八セツ1へし、変化していた場合
そのケー1−の入力信号値情報をイベントに書き換え、
変化しなかった場合そのゲートの入力43号変化情報は
ゼロクリアする。例の場合ゲー1− G 、、とG、の
出力信号値が変化したと仮定すると1人出力バッファ1
7の内容は、第11図の様になる。次にコン1−ロール
プロセッサ15は、入出力コントローラ16に作業の終
了を告げ、入出力コン1ヘローラ16は、人出力バッフ
ァ17−ヒのセロでないレコードすなわちイベントを汎
用コンピュータI8上のイベン1−テーブル20へ転送
する。次に制御は汎用コンピュータ18に移り、イベン
トテーブル20のイベントをディレィ時間で分解し、シ
ミュレーション時刻を更新し、その時刻に処理すべきイ
ベントを取り出し、シンクゲートに出力信号値を伝搬さ
せ新たに入力信号変化情報をテーブル21に登録する。
以−ヒの操作をシミュレーション時刻が、あらかじめ定
められた時刻と一致するまで繰り返す。
l記実施例によれば、信号値演算処理フェーズを論理素
子並列シミュレーション装置11でバー1−ウェア化し
、信号値設定や出力信号値割算処理を、)6列に実行し
高速化することにより、このフェースの処理を従来のよ
うにソフトウェアで逐次的に行う場合と比較し25〜2
56倍と処理速度を向−1ユさせることができる。また
、被シミュレーション論理回v8の論理回路モデル情報
群のうち、ゲート属性情報と入出力信号値情報を汎用コ
ンピュータ18の外部に置くことが可能となるため、汎
用コンピュータ18上で使用するメモリ量を減少させる
ことができる。また並列化しやすい部分の処理のみを論
理素子並列シミュレーション装@11で行なうために、
論理シミュレータ全体をバー1−ウェアで構成するより
も小規模となりかつ、低価格で済む。
〔発明の効果〕
以」二説明した様に本発明によれば、信号値演算処理フ
ェーズをハードウェア化し、信号値設定や出力信号値計
算処理を並列に実行し高速化することにより、処理速度
を大幅に向上させることができると、Ill、に、ゲー
ト属性情報と入出力信号値情報を汎用コンピュータの外
部に置くことが可能となるため、汎用コンピュータ1−
で使用するメモリ量を減少させることができ、かつ小規
模で低価格の論理回路シミュレータが実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は論理シミュレーションの手順を示すフローチャ
ー1−図、第2図は本発明に係る論理シミュレーション
装置の概略構成を示すブロック図、第3図は第2図の各
部分を詳細にしたブロック図、第4図はケートメモリに
格納される属性情報の要素を示す図、第5図は信号値メ
モリに格納される入力信号値の要素を示す図、第6図は
入力変化情報の要素を示す図、第7図はイベントの要素
を示す図、第8図(a)〜(d)は被シミユレーシヨン
論理回路と論理回路モデル情報群を示す図で、同図(a
)は回路図、同図(b)、(C)、(d)はそれぞれ回
路接続情報、ゲート属性情報、入出力信号値情報を示す
図、第9図は外部信号入力ファイルから作成した入力信
号変化情報を示す図、第10図は第9図に示す入力信号
変化情報を分類した後の入力信号変化情報を示す図、第
11図は出力信号値計算後のイベンl−の例を示す図で
ある。 11・論理素子並列シミュレーシ3、ン装置、12・・
ゲートメモリ、13・・・信号値メモリ、14・・・演
算プロセッサ、15 コントロールプロセッサ、16・
・・入出力コントローラ、17 ・入出力バッファ、 
18・汎用コンピュータ、19・・回路接続情報、 2
0・・・イベントテーブル、 21・・テーブル、 2
2・・・シミュレーショ、ン制御プログラム、23・・
外部入力信号ファイル。 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)論理回路を構成している各基本論理素子間の接続
    情報と前記論理回路に与えられる入力信号変化情報及び
    シミュレーション制御プログラムを内蔵したプロセッサ
    に、前記論理回路を構成している各基本論理素子の属性
    情報及びその入出力信号値情報を格納したメモリと複数
    の演算部とを有するシミュレーション実行装置を接続し
    、前記プロセッサはシミュレーション制御プログラムの
    制御のもとに、前記接続情報を参照して各基本論理素子
    の入力信号変化情報を前記シミュレーション実行装置に
    与え、前記シミュレーション実行装置は、前記メモリを
    参照しつつ複数の演算部により前記入力信号変化情報を
    並列に処理して、各基本論理素子の入力信号値の書換え
    および出力信号値の割算を行い、その処理結果をプロセ
    ッサに伝えることを特徴とする論理回路シミュレーショ
    ン方式。
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