JPH05174093A - 論理回路用遅延計算装置 - Google Patents

論理回路用遅延計算装置

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JPH05174093A
JPH05174093A JP3356200A JP35620091A JPH05174093A JP H05174093 A JPH05174093 A JP H05174093A JP 3356200 A JP3356200 A JP 3356200A JP 35620091 A JP35620091 A JP 35620091A JP H05174093 A JPH05174093 A JP H05174093A
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JP
Japan
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logical
delay
flip
logic
flops
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3356200A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidetoshi Tanaka
英俊 田中
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 論理設計の初期段階で、予めフリップフロッ
プ間のデバイス遅延と配線遅延を見積ることにより、遅
延時間エラーによる後戻りを減少させること。 【構成】 論理回路図より抽象度の高い論理記法を提供
する手段1と、概略レイアウト図を描く手段2と、論理
記法の各要素と概略レイアウトの位置と対応させる手段
と、論理記法から概略デバイス遅延を計算する手段4
と、概略レイアウト図から概略配線遅延時間を計算する
手段5と、全てのフリップフロップ間の概略デバイス遅
延時間6と、概略配線遅延時間を合計し、1クロックサ
イクルより遅延時間が大きいと遅延設計エラーを出力す
る手段11より構成している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、論理回路用遅延計算装
置に関し、特に論理部品を用いた詳細な回路図よりは抽
象度の高い論理記法で表現する論理構造表現と、フロア
プランレベルの配置に対して概略的な遅延計算を行う論
理回路用遅延計算装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の遅延計算方法は、詳細な
回路図が作成された後、もしくは論理回路の論理部品の
レイアウトが決定した後で、全フリップフロップ間のパ
スを回路図より抽出し、詳細なデバイス遅延情報,配線
長,配線の分岐等のデータを基に全パスの詳細な遅延計
算を行い、フリップフロップ間の遅延がクロックサイク
ル時間内におさまるかどうかを計算していた。もしく
は、これらの詳細な遅延データを考慮した論理シミュレ
ーションを実行し、クロックサイクル時間内にフリップ
フロップの保持していた状態値が次のファンアウト先の
フリップフロップに到達するかどうかをチェックしてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】論理回路の論理設計
は、論理概略図から詳細な論理回路図へとブレークダウ
ンしていくが、どの設計過程においても、フリップフロ
ップ間の信号遅延時間を考慮しなければならない。フリ
ップフロップ間の信号遅延時間がクロックサイクル時間
より大きいと、論理を変更しなくてはならないからであ
る。
【0004】論理回路の遅延時間には、デバイス遅延と
配線遅延があり、デバイス遅延は論理回路図が作成され
た時点で計算可能であるが、配線遅延は論理設計の次に
行われる実装設計で得られる論理部品の配置・配線情報
がないと計算できない。そこで、非常に遅延時間を考慮
しなければならない高速なコンピュータの設計では、論
理設計時点で大まかな実装設計を行い、論理部品の配置
・配線情報をあらかじめ求めておくことが必要となる。
【0005】従来の技術では、詳細な論理回路図が作成
された時点でデバイス遅延による遅延計算は可能であっ
たが、論理概略図を作成する時点では論理部品が特定さ
れていないこと、及び実装情報が確定していないことに
より、全く遅延計算は行われておらず、論理回路設計者
の勘と経験によっていた。その結果、詳細な論理回路図
が作成された時点及び論理部品の配置・配線が確定した
時点で、フリップフロップ間の遅延時間エラーが発覚す
ると論理変更による設計変更が必要となり、再度論理概
略図から設計しなおすという設計ロスが生じていた。
【0006】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例に有する不都合
を改善し、とくに、論理設計の初期段階でフリップフロ
ップ用の遅延時間を確実に把握することができ、これに
よって設計の後の戻り等を予め有効に回避し得る遅延計
算装置を提供することができる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、論理回路の
論理構成を,論理部品を用いた詳細な回路図よりは抽象
度の高い表現で表される論理構成要素とその論理構成要
素間の接続からなる論理記法で表現する論理構造表現手
段と、論理構成要素を実際の論理回路で実現したときの
配置位置を示す概略レイアウト図を表現するレイアウト
表現手段と、論理構造表現手段で表現された論理構成要
素に対し,該論理回路を実現するLSIやボード上で論
理構成要素が配置される位置を概略レイアウト図上で指
示する位置指示手段とを設け、論理構成要素が必要とす
るデバイス遅延を論理構成要素の論理表現から概略的に
求めるデバイス遅延計算手段と、接続のある二つの論理
構成要素間の配線長を位置指示手段によって得られる各
々の論理構成要素の位置から概略的に求め、かつその配
線の分岐数を考慮して二つの論理構成要素間の概略配線
遅延を求める配線遅延計算手段とを装備し、全てのフリ
ップフロップを含む論理構成要素とその論理構成要素の
論理値が影響を及ぼすことができる他のフリップフロッ
プを含む論理構成要素との間のデバイス遅延時間と配線
遅延時間との合計を,デバイス遅延計算手段と配線遅延
計算手段とを用いて求める,全フリップフロップ間遅延
計算手段を備えている、等の構成を採っている。これに
よって前述した目的を達成しようとするものである。
【0008】
【実施例】本発明の請求項1の範囲の実施例の機能ブロ
ック図を示し、図2に本発明の請求項2の範囲の実施例
の機能ブロック図を示し、図3に本発明の請求項3の範
囲の実施例機能ブロック図を示す。また、図4は論理構
造表現手段1により表現される論理記法の例である。図
6はレイアウト表現手段2により表現されるLSIのレ
イアウト図である。図7は論理記法とレイアウト図を位
置指示手段3で対応付けている例である。図8は論理記
法における各々の論理構成要素の論理表現と、対応する
概略回路図である。図8はレイアウト図において論理構
成要素間の論理接続を表現する例である。
【0009】図1において、論理構造表現手段1は論理
回路の構成を,論理部品を用いた詳細な回路図よりは抽
象度の高い表現で表される,論理構成要素とその論理構
成要素間の接続からなる論理記法を表現する。図4は、
抽象度の高い論理記法の例である。図4において、FF
−aは例えば32ビットのフリップフロップの集合を表す
レジスタを示す。セレクタ−fは、ロジック−dとFF
−bの各々32ビットの出力をコントロール信号IN−g
の値により選択するセレクタである。従来の論理部品を
用いた詳細な回路図では、例えばFF−aは、1ビット
のフリップフロップを持つLSIのライブラリを32個用
いてライブラリの各ピンごとに配線が行われた形状で表
される。
【0010】一方、レイアウト表現手段2は、論理構成
要素を実際の論理回路で実現したときのおおよその配置
位置を示すことができる概略レイアウト図を表現する。
図5はその概略レイアウト図をLSIの場合で示してい
る。レイアウト図においてBOからBFは位置変更可能
なブロックを示し、各々の論理構成要素はブロックBO
からBFのどれかに配置されるものとする。
【0011】次に、位置指示手段3は、論理構造表現手
段1で表現された論理構成要素(FF−aやセレクタ−
f等)に対し、該論理回路を実現するLSIやボード上
での論理構成要素が配置される位置を概略レイアウト図
上で指示する。図5は図4の論理記法と、LSIの論理
構成要素が配置されるフロアプランを示す図において、
位置指示手段を用いてFF−aをLSIの左上隅のブロ
ックに割り付けることを指示しており、セレクタ−fを
LSIのブロックB8へ割り付けることを指示してい
る。
【0012】一方、デバイス遅延計算手段4は、論理構
成要素が必要とするデバイス遅延を論理構成要素の論理
表現から概略的に求める。例えばセレクタ−fの論理表
現が第6図に示すように、「f=IF g.EQ.O
THEN d ELSE b」と表現されていれば、ブ
ール式表現では「f=g・d+g・b」であり、これを
ゲート表現されたライブラリに論理合成等の手法を用い
て、単純マッピングすると図7のセレクタ−fの詳細回
路図のようになる。インバータゲートf1のデバイス遅
延を1[ns]、ANDゲートf2及びf3のデバイス
遅延を2[ns]、ORゲートf3のデバイス遅延を3
[ns]とすると、g−f間のジバイス遅延は5[n
s]もくしは6[ns]、d−f間は5[ns]、b−
f間も5[ns]のごとくセレクタ−fに関しデバイス
遅延を概略的に見積もることができる。
【0013】同様に、ロジック−dに関しても、a−d
間の概略デバイス遅延を1[ns]、ロジック−eに関
しても、i−e間は5[ns]もくしは6[ns]、f
−e間とh−e間は7[ns]もくしは8[ns]と概
略的に見積もることができる。また、このデバイス遅延
計算手段の別の実施例では、セレクタなら5[ns]、
ロジックのプール演算の深さが1段なら2[ns]、2
段なら4[ns]と予め概略遅延を設定しておき、論理
構成要素毎にデバイス遅延を計算することができる。
【0014】配線遅延計算手段5は、接続のある二つの
論理構成要素間の配線長を位置指示手段3によって得ら
れる各々の論理構成要素の位置から概略的に求め、かつ
その配線の分岐数を考慮して、二つの論理構成要素間の
概略配線遅延を求める。図4において、ロジック−dと
セレクタ−fは接続関係にあることがわかる。図6にお
いて、位置指示手段2によりロジック−dはブロックB
1に位置し、セレクタ−fはブロックB8に位置すると
指示されているとする。
【0015】配線遅延計算手段5は図8の配線1のごと
く、これらのブロック間の配線長をマハッタン長等で求
め、ブロック間の配線遅延を計算する。LSI上で隣の
ブロックまでの配線遅延時間を1[ns]とすると、F
F−aからロジック−dまでの配線遅延は1[ns]、
ロジック−dからセレクタ−fまでの配線遅延は3[n
s]と求められる。各々の配線が枝別れする複数の信号
伝搬経路を持っている場合は、これらの配線遅延を分岐
数に比例して補正する。
【0016】全フリップフロップ間遅延計算手段6は、
全てのフリップフロップを含む論理構成要素とその論理
構成要素の論理値が影響を及ぼすことができる他のフリ
ップフロップを含む論理構成要素との間の論理的パスの
デバイス遅延時間と配線遅延時間との合計をデバイス遅
延計算手段4と配線遅延計算手段5を用いて求める。図
4で示される例では、FF−aからFF−cまでの間
と、FF−bからFF−cまでの間の論理的パスが存在
する。FF−aからFF−cまでのパスについて説明す
ると、デバイス遅延はロジック−dとセレクタ−fとロ
ジック−eの合計で、13[ns]もしくは14[ns]で
あり、配線遅延は図8の例により配線l,m,n,kに
よる遅延値の合計で7[ns]である。よって、FF−
a〜FF−cまでの遅延時間は20[ns]もしくは21
[ns]と求められる。同様にFF−bからFF−cま
での遅延時間も求められる。
【0017】次に、請求項2の範囲では、フリップフロ
ップ指定手段7は、任意の二つのフリップフロップを含
む論理構成要素を論理記法上で指定する。図4において
例えばFF−aとFF−cを指定したとする。FF間接
続特定手段7は、指定された二つのフリップフロップを
含む論理構成要素間の接続を特定する。図4では、FF
−aとFF−cとの間は論理接続がFF−a〜ロジック
−d〜セレクタ−f〜ロジック−e〜FF−cというよ
うに求められる。特定フリップフロップ間遅延計算手段
9は、二つのフリップフロップを含む論理構成要素間に
存在する論理構成要素とその間の論理接続のみに限定し
て、デバイス遅延計算手段4と配線遅延計算手段5とを
用いて、二つのフリップフロップを含む論理構成要素間
の概略遅延を求める。図4のFF−aからFF−cまで
の遅延時間前述した図1の実施例でも示したように20
[ns]もしくは21[ns]と求められる。
【0018】また、請求項3の範囲では、サイクル時間
設定手段は論理回路のクロックサイクル時間を設定す
る。例えば設計対象の論理回路のクロックサイクルが18
[ns]であると設定される。遅延エラー検出手段10
は、全フリップフロップ間遅延計算手段6もしくは特定
フリップフロップ間遅延計算手段9で求められるフリッ
プフロップを含む二つの論理構成要素間の遅延時間と、
前記サイクル時間設定手段で設定されたクロックサイク
ル時間とを比較し、論理構成要素間の遅延時間がクロッ
クサイクル時間より大きい場合に設計エラーを表示す
る。図5の例で言えば、FF−aからFF−cまでの遅
延時間が20[ns]もしくは21[ns]と求められるか
ら、クロックサイクル18[ns]の設定に対し、明らか
に遅延エラーを発生することが判定される。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
詳細な回路図を作成または論理回路のレイアウトが決定
する前に、全フリップフロップ間または特定のフリップ
フロップ間で、概略的にデバイス遅延時間と配線遅延時
間を見積もることにより、論理設計の初期段階でフリッ
プフロップ間の遅延時間を知ることができ、また、得ら
れたフリップフロップ間の遅延時間が論理回路の1クロ
ックサイクルより大きいかどうかを知ることが出来る。
このことにより、詳細な回路図を作成または論理回路の
レイアウトが決定した後で遅延エラーが発覚することに
よる設計の後戻りを大幅に減少させることが出来るとい
う従来にない優れた論理回路用遅延計算装置を提供する
ことができる。
【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】本発明の他の実施例を示すブロック図である。
【図3】本発明のその他の範囲の実施例を示すブロック
図である。
【図4】図1ないし図2における論理構造表現手段で用
いられる論理表現の例を示す説明図である。
【図5】LSIの概略レイアウト図である。
【図6】図4の論理表現とLSIの概略レイアウト図と
の対応を位置指示手段で示していることを示す説明図で
ある。
【図7】図4で示される論理構成要素のうちフリップフ
ロップを含む要素と入力信号を示す要素を除く要素の論
理記法とこの論理記法から発生しデバイス遅延計算手段
を実行する時に設定される概略回路図を表す説明図であ
る。
【図8】図5のLSIの概略レイアウトにおいて位置指
示手段で示された論理構成要素間の概略配線経路を示す
図である。
【符号の説明】
1 論理構造表現手段 2 位置指示手段 3 レイアウト表現手段 4 デバイス遅延計算手段 5 配線遅延計算手段 6 全フリップフロップ間遅延計算手段 7 フリップフロップ指定手段 8 フリップフロップ間接続特定手段 9 特定フリップフロップ間遅延計算手段 10 サイクル時間設定手段 11 遅延エラー検出手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 論理回路の論理構成を,論理部品を用い
    た詳細な回路図よりは抽象度の高い表現で表される論理
    構成要素とその論理構成要素間の接続からなる論理記法
    で表現する論理構造表現手段と、論理構成要素を実際の
    論理回路で実現したときの配置位置を示す概略レイアウ
    ト図を表現するレイアウト表現手段と、前記論理構造表
    現手段で表現された論理構成要素に対し,該論理回路を
    実現するLSIやボード上で論理構成要素が配置される
    位置を概略レイアウト図上で指示する位置指示手段とを
    設け、前記論理構成要素が必要とするデバイス遅延を論
    理構成要素の論理表現から概略的に求めるデバイス遅延
    計算手段と、接続のある二つの論理構成要素間の配線長
    を前記位置指示手段によって得られる各々の論理構成要
    素の位置から概略的に求め,かつその配線の分岐数を考
    慮して二つの論理構成要素間の概略配線遅延を求める配
    線遅延計算手段とを装備し、全てのフリップフロップを
    含む論理構成要素とその論理構成要素の論理値が影響を
    及ぼすことができる他のフリップフロップを含む論理構
    成要素との間のデバイス遅延時間と配線遅延時間との合
    計を,前記デバイス遅延計算手段と配線遅延計算手段と
    を用いて求める,全フリップフロップ間遅延計算手段を
    備えていることを特徴とした論理回路用遅延計算装置。
  2. 【請求項2】 論理回路の論理構成を,論理部品を用い
    た詳細な回路図よりは抽象度の高い表現で表される論理
    構成要素とその論理構成要素間の接続からなる論理記法
    で表現する論理構造表現手段と、論理構成要素を実際の
    論理回路で実現したときの配置位置を示す概略レイアウ
    ト図を表現するレイアウト表現手段と、前記論理構造表
    現手段で表現された論理構成要素に対し、該論理回路を
    実現するLSIやボード上で論理構成要素が配置される
    位置を概略レイアウト図上で指示する位置指示手段とを
    設け、任意の二つのフリップフロップを含む論理構成要
    素を論理記法上で指定するフリップフロップ指定手段
    と、指定された二つのフリップフロップを含む論理構成
    要素間の接続を特定するフリップフロップ間接続特定手
    段とを装備し、二つのフリップフロップを含む論理構成
    要素間に存在する論理構成要素とその間の論理接続のみ
    に限定して,前記デバイス遅延計算手段と前記配線遅延
    計算手段とを用いて,二つのフリップフロップを含む論
    理構成要素間の概略遅延を求める特定フリップフロップ
    間遅延計算手段を備えたことを特徴とした論理回路用遅
    延計算装置。
  3. 【請求項3】 上記第1の請求範囲もしくは第2の請求
    範囲に加えて、論理回路のクロックサイクル時間を設定
    するサイクル時間設定手段と、前記全フリップフロップ
    間遅延計算手段もしくは前記特定フリップフロップ間遅
    延計算手段で求められるフリップフロップを含む二つの
    論理構成要素間の遅延時間と,前記サイクル時間設定手
    段で設定されたクロックサイクル時間とを比較し,論理
    構成要素間の遅延時間がクロックサイクル時間より大き
    い場合に設計エラーを表示する遅延エラー検出手段とを
    前記フリップフロップ間遅延計算手段に併設したことを
    特徴とする請求項1又は2記載の論理回路用遅延計算装
    置。
JP3356200A 1991-12-24 1991-12-24 論理回路用遅延計算装置 Withdrawn JPH05174093A (ja)

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JP3356200A JPH05174093A (ja) 1991-12-24 1991-12-24 論理回路用遅延計算装置

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JPH05174093A true JPH05174093A (ja) 1993-07-13

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007199951A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Nec Corp 半導体集積回路の設計支援装置、設計支援方法および設計支援プログラム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007199951A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Nec Corp 半導体集積回路の設計支援装置、設計支援方法および設計支援プログラム

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