JPH0460872A - 電子回路の接続検証装置 - Google Patents

電子回路の接続検証装置

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JPH0460872A
JPH0460872A JP2173082A JP17308290A JPH0460872A JP H0460872 A JPH0460872 A JP H0460872A JP 2173082 A JP2173082 A JP 2173082A JP 17308290 A JP17308290 A JP 17308290A JP H0460872 A JPH0460872 A JP H0460872A
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Hideyuki Kawakita
川喜田 秀行
Seijiro Moriyama
森山 誠二郎
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Toshiba Corp
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、主としてCADによるアナログLSIの回路
設計において用いられる電子回路の接続検証装置に係り
、特に電流経路を用いて接続エラーを検出する接続検証
装置に関する。
(従来の技術) 近年、アナログLSIの電子回路設計において、回路規
模の増大や開発期間の短縮のため、ディジタルLSIの
設計と同様にCAD(computer−aided 
design)が不可欠となりつつある。5PICEに
代表される回路シミュレーションは、CADによるアナ
ログLSI設計において最も利用されるツールである。
しかし、この方法は回路規模の増大に伴いシミュレーシ
ョンに要する時間が長くなる。LSIの回路規模が大き
い場合は、無意味なシミュレーションの回数を減らすた
め、シミュレーションを行う前に電子回路の接続状態を
検証して、接続エラーをできるだけ取り除いておくこと
が重要となる。
このような電子回路の接続検証法として、隣接する素子
間の接続状態が予め定義されている接続パターンに当て
はまるかどうかを判断する方法が従来より知られている
。この方法は、検証の対象となる隣接素子間の接続状態
をユーザが任意に定義できるが、定義されている接続パ
ターンに該当するものしか接続状態を検証できないとい
う欠点がある。従って、■個々の隣接する素子間では接
続エラーはないが、いくつかの素子の集合で見たときに
電流経路にループが生じたりする接続エラー、■隣接す
る素子間である端子どうしが単に直結され、どこにも接
続されていない状態を接続エラーとするような接続パタ
ーンが定義されている場合に、両端子間に抵抗が介在し
ているというような間接的な接続エラーなどを検出する
ことは困難である。これら全での接続エラーを検出しよ
うとすれば、考え得るあらゆる接続パターンを定義して
おかなければならず、現実的には困難に近い。
(発明が解決しようとする課題) 上述したように、従来の技術では電子回路の隣接する素
子間の個々の接続状態を検証しているために、電流経路
にループが生じる接続エラーや、接続経路の途中に定義
されていない素子が介在するというような間接的な接続
エラーを検出することが難しいという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、素
子間の隣接関係のみでは検出が困難であった電流経路に
ループが生じる接続エラーや間接的な接続エラーを検出
することができる電子回路の接続検証装置を提供するこ
とを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記の課題を解決するため、本発明の接続検証装置では
電子回路を構成する各要素をノードおよび該ノード間を
結合する方向性を持ったブランチ(有向ブランチ)によ
って表わす。ノードは要素の端子に接続される等電位ネ
ットと、トランジスタのような3端子以上の要素に含ま
れる内部点などの仮想ノードからなる。これらのノード
および有向ブランチを表現する際に、流れる電流を無視
できる端子を除外してもよい。
これらのノードと有向ブランチとを電子回路の接続情報
に従い接続して有向グラフを生成し、この有向グラフ上
で特定のノードから他の特定のノードまで有向ブランチ
を辿って探索する。
この探索途中で辿るべき有向ブランチの有無を判定して
、辿るべき有向ブランチが無くなったとき電流経路の消
失として検出し、また探索途中で遭遇したノードが既に
通過したノードであるかとうかを判定して、通過したノ
ードである場合にはそのノードまでの電流経路をループ
として検出する。
本発明の好ましい実施態様によれば、有、向グラフ探索
は電子回路の正の電源端子に接続される等電位ネットか
らなるノード群に含まれるノードを始端とし、負の電源
端子に接続される等電位ネットからなるノード群に含ま
れるノードを終端として探索を行う第1の探索ルートと
、前記電子回路の負の電源端子に接続される等電位ネッ
トからなるノード群に含まれるノードを始端とし、正の
電源端子に接続される等電位ネットからなるノード群に
含まれるノードを終端として探索を行う第2の探索ルー
トとによって行われる。この場合、電流経路ループの検
出に際しては、第1および第2の探索ルートで探索途中
に検出された電流経路ループのうち、重複して検出され
たループの一方を除去することが望ましい。
(作用) このように本発明では回路の要素をノードと有向ブラン
チとで表現しているため、生成された有向グラフから電
流経路を求めることは既知の探索問題となり、その探索
は容易である。すなわち、探索時に辿るべき有向ブラン
チが無くなれば、電流経路か消失したと検出され、また
ノードが既に通過したノードであれば電流経路ループが
生じていると検出される。このようにして従来では困難
であった接続エラーの検出が可能になる。
また、正負の各々の電源から他方の電源に向かう二つの
探索ルートで有向グラフを探索することにより、一方の
ルートのみでは検出できないような接続エラーも漏れな
く検出される。この場合、両探索ルートにおいて重複し
て電流経路ループが検出された場合には、一方を除去す
ることによって、無用な二重のループ指示が避けられる
さらに、電流を無視できる端子を除外してノードおよび
有向ブランチを表現すれば、有向グラフが簡略化され探
索の範囲が絞られることにより、検証時間が短縮される
とともに、このような端子を考慮してノードおよび有向
ブランチを表現した場合に見られるような不合理な電流
経路の形成がなくなるため、電流経路の消失が検出され
なかったり、疑似エラーが発生したりすることが少なく
なる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る電子回路の接続検証装
置の構成を示す機能ブロック図である。この接続検証装
置は、大きくは表示装置1と回路データ蓄積部2とデー
タ処理部3および探索経路データ蓄積部4からなる。
回路データ蓄積部2には、検証しようとする電子回路を
表わすデータとして、電子回路を構成する要素(素子)
のノード・ブランチ表現情報5と、電子回路の接続情報
6か蓄積されている。ノード・ブランチ表現情報5は、
各素子において電流がどの端子からどの端子へ流れるか
を素子のタイプ別にノードと有向ブランチからなる定義
によって表現した情報であり、この情報によって電子回
路上の電流経路の方向性が決定される。電子回路接続情
報6は、電子回路上で各素子をどのように接続するかを
表わす情報である。
一方、データ処理部3には、有向グラフ生成手段7、有
向グラフ探索手段8、電流経路消失検出手段9および電
流経路ループ検出手段10が備えられている。有向グラ
フ生成手段7は、回路データ蓄積部2からのノード・ブ
ランチ表現情報5に従ってノードと有向ブランチとを接
続することにより、方向性を持つ線図(有向グラフ)の
情報を生成する。有向グラフ探索手段8は、この有向グ
ラフ上で例えば設計者によって指定された特定のノード
から他の特定のノードまでの電流経路を有向ブランチを
辿って探索する。電流経路消失検出手段9は、有向グラ
フ探索時に電流経路の消失、すなわち探索途中で辿るべ
きブランチが無くなったことを検出する。
電流経路ループ検出手段10は、有向グラフ探索時に電
流経路ループ、すなわち探索途中で既に通過したノード
に再び戻ったことを検出する。
探索経路データ蓄積部4は、有向グラフの探索中に発生
したデータを蓄える部分であり、電流経路消失検出手段
9および電流経路ループ検山手段10で検出された電流
経路の消失および電流経路ループは、この探索経路デー
タ蓄積部4を介して表示装置1で表示される。
次に、第1図の各部についてより具体的に説明する。
第2図はノード・ブランチ表現情報5の具体例であり、
(a)に示す抵抗が(b)のように表わされる。抵抗の
二つの端子に接続される等電位ネットがノード11,1
2であり、有向ブランチ13.14によって両ノード1
1,12は結合されている。抵抗は電流が双方向に流れ
ることのできる双方向性素子であるため、有向ブランチ
は互いに逆向きの二つのブランチ13゜14で表される
ことになる。
第3図はノード・ブランチ情報5の他の例であり、(a
)に示すnpn )ランジスタが(b)または(C)の
ように表わされる。すなわち1、基本的には(b)のよ
うにトランジスタの端子(コレクタC1ベースB1エミ
ッタE)に接続される等電位ネットとトランジスタの内
部点0(仮想ノード)であるノード21,22,23゜
24と、コレクタC,ベースBから内部点0へ向かう有
向ブランチ25.26および内部点0からエミッタEへ
の有向ブランチ27とによって表される。また、ベース
電流を無視できる場合は、(C>のようにトランジスタ
を2端子素子と考えて2つのノード21,23と1つの
ブランチ28で表してもよい。
第4図にノード・ブランチ情報5の記述例を示す。第4
図(a)(b)共に先頭の”BRANCH−BRANC
H−FORMS”はタイトルであり、それに続く各リス
ト(例えば(R(+−)(−+))など)がそれぞれタ
イプ別の要素(素子)の定義を表わす。リストの先頭の
文字(Rなど)が要素(素子)のタイプを表し、これに
続くリスト((+−)など)が有向ブランチを表わす。
有向ブランチのリストは、ブランチが結ぶ両端のノード
(端子名と内部点を用いる)を電流の流れる方向に合わ
せて左から右に並べて表わす。内部点は、端子名と区別
するために(0)のように括弧で囲んである。
第4図(a)はトランジスタを第3図(b)のように3
端子素子として定義した場合、第4図(b)はトランジ
スタを第3図(C)のように2端子素子として定義した
場合の記述をそれぞれ示している。
第5図は有向グラフ生成手段7における有向グラフ表現
の具体例であり、第5図(a)の回路を上記のノード・
ブランチ情報を用いて有向グラフで表わしたものが、第
5図(b)のようになる。ここで、トランジスタQ1〜
Q4は2端子素子として定義され、トランジスタQ5〜
Q9は3端子素子として定義されている。n1〜n9は
ノードを表わす。
第6図は有向グラフ探索手段8における有向グラフ探索
アルゴリズムを示すフローチャートであり、大きくは第
6図(a)に示すようにスタート・ノードの選択ステッ
プS1と、1.0電流経路探索ルーチンS2からなる。
ここで、path”は既に辿って来た電流経路を表わす
。第6図(b)は第6図(a)の1.0電流経路探索ル
−チンS2を詳細に示したもので、まず条件文に従って
リバース電流経路(高電位側から探索した時、スタート
・ノードより更に高い電位の点が存在したような場合、
より高い電位点からスタート・ノードに至る電流経路に
相当する)の探索SL2、正常電流経路検出処理S14
、別経路探索SIBおよびループ電流経路検出処理S1
8を行う。すなわち、Sllでpath=nil 、つ
まり既に辿った電流経路がなければ、Sl2においてリ
バース電流経路を探索する。path=nilてなけれ
ば、S13において現在のノードが終端ノードかどうか
を判断し、終端ノードてあればそれまでの電流経路は正
常であったと判断し、必要に応じて表示装置1でその旨
を表示する( S L4)。ノードが終端ノードでなく
S15においてスタート・ノードと判断されれば、別経
路探索ルーチンS16に移る。スタート・ノードてなけ
れば次に817でループが形成されているかどうかを調
べ、形成されていればループ電流経路検出処理を行い、
必要に応じて表示装置1でその旨を表示する。
S 11.  S 13.  S 15.  S 17
においてどの条件にも当てはまらない場合、またはSl
2のリバース電流探索処理が終了した場合は、SL9〜
S21により有向ブランチを辿って次のノードへ行き、
522(Slと同じ)において同様の処理を行う。
S19において到達したノードから出る有向ブランチが
無くなった場合は、S23において辿れる有向ブランチ
が有ったかどうかを調べ、無ければ別経路探索を行う(
S 24)。
第7図は第6図のS16.S23における別経路探索パ
ターンの具体例を示す。第6図(a)は電流経路が消失
する例であり、別経路は見出だされない。第7図(b)
(c)は直前に辿った有向ブランチ以外にそのノードに
至る有向ブランチがあり、同一素子についての逆方向の
有向ブランチが存在する例であり、逆方向の有向ブラン
チを辿って戻ることができる。第7図(b)では1段階
、(C)では2段階も戻っている。こうして逆方向の有
向ブランチを辿って戻った後、第7図(d)のように別
経路が見つかれば、その経路に沿って探索が継続される
。なお、このように逆方向の有向ブランチを辿って戻る
ことは、本来、逆方向が正しい電流経路の方向であった
ことを意味する。
第8図はリバース電流経路パターンの具体例を示したも
ので、(a)はスタート・ノードより高い電位の点があ
り、リバース電流経路が検出される例である。(b)は
リバース電流経路とは見なされない例として、同一素子
についての逆方向の有向ブランチが存在する場合を示し
ている。
第9図は接続エラーを含む具体的な電子回路の例として
オペアンプ回路を示したもので、点線円内が接続エラー
のある個所を表わしている。
この第9図の回路について、接続検証のために第4図(
a)(b)に示したノード・ブランチ定義情報を用いて
有向グラフ探索を実行した結果を第10図および第11
図に示す。第10図および第11図において、()で囲
まれたVCC,VEE等の文字列・数字はネット名、/
/で挾まれたXi、Q12.R2,・・・等は素子名、
//の両側に書かれたE、C,B、+、−,・・・等は
端子名を表わし、〉、<は電流の向きを表わす。例えば
第10図における「電流経路の消失」の項で [1,] (VCC) > E/Xi/Bは、VCC側
からトランジスタxlを通る電流経路がベースまでで消
失していることを表わしている。また、例えば第11図
の1ループ電流経路」の項で [1] E/Q33/C> E/Q27/C> C/Q
30/Eは、トランジスタQ33 、 Q27 、 Q
30によってループ電流経路が形成されていることを表
わしている。
さらに、例えば第第10図および11図の「リバース電
流経路」の項で [1] Q24/C> (VCC) は、トランジスタQ24のコレクタからVCCへ向かっ
てリバース電流経路が形成されていることを表わしてい
る。
第10図および第11図に示すように、有向グラフ探索
には正の電源端子vCCに接続される等電位ネットから
なるノード群に含まれるノードを始端とし、負の電源端
子VEHに接続される等電位ネットからなるノード群に
含まれるノードを終端として探索を行う第1の探索ルー
トと、これとは逆にVEEに接続される等電位ネットか
らなるノード群に含まれるノードを始端とし、■CCに
接続される等電位ネットからなるノード群に含まれるノ
ードを終端として探索を行う第2の探索ルートとがある
。第1の探索ルートは例えば第10図の「電流経路の消
失」の項におけや[11〜[6]、「ループ電流経路」
の項における [1]〜[13]、第11図の「電流経
路の消失」の項における0]、「ループ電流経路」の項
における[1] [2]に相当する。また、第2の探索
ルートは第10図の「電流経路の消失」の項における 
[7]〜[13]、第11図の「電流経路の消失」の項
における [2]〜[5]に相当する。第11図の「電
流経路の消失」の項における[6] [7]は、。
両探索ルート実行後に通過しなかったノードからの検索
に相当する。
このように互いに逆方向の二つの探索ルートを用いるこ
とにより、一方の探索ルートのみでは検索できない接続
エラーも確実に検出できる。
また、このように二つの探索ルートで検出された電流経
路ループのうち、重複して検出されたループの一方を除
去することによって、同じループを二重に検出して表示
することがなくなり、設計者に余分な情報を与えずに済
む。
また、第4図(b)のように本来3端子であるトランジ
スタを2端子の回路要素としてノード・ブランチ情報を
定義して第11図のように有向グラフ探索を行うと、全
てのトランジスタ、を3端子の回路要素としてノード・
ブランチ情報を定義した場合の第11図と比較して、検
出できる接続エラーの数は減るが、接続エラーのタイプ
によっては同じエラーをより簡単に検出することができ
る。例えば第11図の「電流経路ループjの項における
[1][2]は、第10図の「電流経路ループ」の項に
おける [1]〜[8] [8]〜[10]と同じ個所
の接続エラーによるループを示しているが、第11図の
方が少ないルートで接続エラーを検出していることが分
かる。
さらに、トランジスタを2端子の回路要素としてノード
・ブランチ情報を定義すると、3端子の回路要素として
ノード・ブランチ情報を定義した場合に生じる疑似エラ
ー(例えば第10図の「ループ電流経路」の項に*を付
して示したもの)の発生を防止したり、検出しにくい接
続エラーを検出することも可能である。
従って、実際上は電子回路の各要素毎に最も適切なノー
ド・ブランチ情報の定義を行うことによって、検証の効
率を上げて検証に要する時間を短縮し、かつ疑似エラー
の発生を抑制することができる。
第12図(a)〜(k)は本発明により検出可能な接続
エラーの類型を列挙したものであり、その他に図示して
ないが(1)としてオープン端子、(m)として(b)
または(C)のループの中に抵抗が入ったもの、(n)
として(f) (g)のエミッタ結合の中に抵抗が入っ
たもの、(0)として(h)(1)のベース結合の間に
抵抗が入ったものなど、種々のバリエーションが考えら
れる。これらのうち(a) (d) (f’) (g)
 (h) (1) (o)は「電流経路の消失」として
検出され、(b) (c) (e) (Ill)は「ル
ープ電流経路」として検出され、また(j)(k)は「
リバース電流経路」として検出される。
第13図は抵抗が介在した間接的な接続エラーの例であ
り、例えば差動増幅器を構成する二つのトランジスタQ
l、 Q2のエミッタを抵抗R1゜R2をそれぞれ介し
て共通の電流源(図示せず)に接続すべきところ、電流
源を接続しなかった場合である。従来の検証方法では、
例えばトランジスタR1,R2のエミッタが直接電流源
に接続される状態を正しい接続パターンとして登録して
おくと、両エミッタが単に直結されて電流源に接続され
ない状態を接続エラーと検出することができるが、第1
3図のように両エミッタ間に抵抗R1,R2が介在して
いるような場合は、接続エラーとして検出できない。
このような場合、本発明ではトランジスタQl。
Q2のエミッタからの電流経路の消失が検出されるため
、接続エラーが確実に検出されることになる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば電流経路を有向グ
ラフで表わし、それを探索して回路の接続エラーを検出
するため、予め登録した隣接素子間の接続条件によって
は検出が困難な電流経路ループや抵抗の介在した間接的
な接続エラー等を検出することが可能となる。従って、
無意味なシミュレーションを省くことができ、設計効率
が向上する。
また、正負電源間の両方向からの二つのルトによる探索
を行うことにより接続エラー検出漏れが大幅に減少する
。このとき両方向の探索ルートにおいて同じ電流経路ル
ープが検出された場合は一方を取り去ることで重複を避
けることにより、設計者に余分な情報を提供することを
防止できる。
さらに、要素のノードおよび有向ブランチを表現する際
、主としてトランジスタのような3端子以上の要素の場
合で実質的に電流を無視できる端子は除外することによ
り、適切なノードおよび有向ブランチの表現が可能とな
るため、接続検証に要する時間を短縮し、かつ疑似エラ
ーの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る電子回路の接続検証装
置の構成を示すブロック図、第2図は同実施例における
抵抗のノード・ブランチ表現情報を示す図、第3図は同
じくトランジスタのノード・ブランチ表現情報を示す図
、第4図は同実施例における具体的なノード・ブランチ
表現情報の記述例を示す図、第5図は同実施例における
有向グラフ表現の一例を示す図、第6図は同実施例にお
ける有向グラフ探索アルゴリズムを示すフローチャート
、第7図は第6図における別経路探索パターンの例を示
す図、第8図は第6図におけるリバース電流経路検出の
例を示す図、第9図は接続エラーのある電子回路の具体
例を示す図、第10図および第11図は本実施例におけ
る第9図の回路に対する有向グラフ探索の実行結果を示
す図、第12図は本発明の接続検証装置により検出可能
な接続エラーの類型を示す図、第13図は本発明の接続
検証装置により検出可能な間接的接続エラーの例を示す
図である。 1 ・・・表示装置 2 ・・・データ蓄積部 3 ・・・回路データ蓄積部 4 ・・・探索経路データ蓄積部 5 ・・・ノード・ブランチ表現情報 6 ・・・回路接続情報 7 ・・・有向グラフ生成手段 8 ・・・有向グラフ探索手段 9 ・・・電流経路消失検出手段 10・・・電流経路ループ検出手段 出願人代理人 弁理士 鈴江低度 (a) (a) (b) 第2図 (b) (c) 第3図 (a) 第4図 ■CC VEE (a) 第5図 (a) (b) 第6図 (c) 第6図 (a) 第7図 (b) 第8図 第10図 (a) (b) (d) (e) 第12図 (c) (f) 第11 図 第13図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子回路を構成する各要素を該要素の端子に接続
    される等電位ネットと3端子以上の要素に含まれる仮想
    ノードからなるノードおよび該ノード間を結合する有向
    ブランチで表現するノード・ブランチ表現手段と、 前記電子回路の接続情報に従い前記ノードと前記有向ブ
    ランチとを接続してなる有向グラフを生成する有向グラ
    フ生成手段と、 前記有向グラフ上で特定のノードから他の特定のノード
    まで有向ブランチを辿って探索する有向グラフ探索手段
    と、 この有向グラフ探索手段による探索途中で辿るべき有向
    ブランチの有無を判定し、辿るべき有向ブランチが無く
    なったときを電流経路の消失として検出する電流経路消
    失検出手段と、前記有向グラフ探索手段による探索途中
    で遭遇したノードが既に通過したノードであるかどうか
    を判定し、通過したノードである場合にはそのノードま
    での電流経路をループとして検出する電流経路ループ検
    出手段と を具備することを特徴とする電子回路の接続検証装置。
  2. (2)前記有向グラフ探索手段は、電子回路の正の電源
    端子に接続される等電位ネットからなるノード群に含ま
    れるノードを始端とし、負の電源端子に接続される等電
    位ネットからなるノード群に含まれるノードを終端とし
    て探索を行う第1の探索ルートと、前記電子回路の負の
    電源端子に接続される等電位ネットからなるノード群に
    含まれるノードを始端とし、正の電源端子に接続される
    等電位ネットからなるノード群に含まれるノードを終端
    として探索を行う第2の探索ルートとを有することを特
    徴とする請求項1記載の電子回路の接続検証装置。
  3. (3)前記有向グラフ探索手段は、電子回路の正の電源
    端子に接続される等電位ネットからなるノード群に含ま
    れるノードを始端とし、負の電源端子に接続される等電
    位ネットからなるノード群に含まれるノードを終端とし
    て探索を行う第1の探索ルートと、前記電子回路の負の
    電源端子に接続される等電位ネットからなるノード群に
    含まれるノードを始端とし、正の電源端子に接続される
    等電位ネットからなるノード群に含まれるノードを終端
    として探索を行う第2の探索ルートとを有し、 前記電流経路ループ検出手段は、前記第1および第2の
    探索ルートで探索途中に前記検出された電流経路のルー
    プのうち、重複して検出されたループの一方を除去する
    ことを特徴とする請求項1記載の電子回路の接続検証装
    置。
  4. (4)前記ノード・ブランチ表現手段は、流れる電流を
    無視できる端子を除外して電子回路を構成する各要素を
    ノードおよび有向ブランチで表現することを特徴とする
    請求項1記載の電子回路の接続検証装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024069361A (ja) * 2019-05-15 2024-05-21 株式会社半導体エネルギー研究所 検索装置
WO2025074460A1 (ja) * 2023-10-02 2025-04-10 三菱電機株式会社 情報処理装置及び情報処理方法

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