JPH0687251B2 - Logic circuit simulation method - Google Patents

Logic circuit simulation method

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JPH0687251B2
JPH0687251B2 JP709584A JP709584A JPH0687251B2 JP H0687251 B2 JPH0687251 B2 JP H0687251B2 JP 709584 A JP709584 A JP 709584A JP 709584 A JP709584 A JP 709584A JP H0687251 B2 JPH0687251 B2 JP H0687251B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ANDゲートおよび/またはORゲートなどの論
理素子で構成されるディジタル論理回路の論理シミュレ
ーション方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a logic simulation method for a digital logic circuit including logic elements such as AND gates and / or OR gates.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

ディジタル論理回路のシミュレーションを行うには、通
常、論理回路を構成するANDゲートあるいはORゲートな
どの論理素子を論理シミュレーション可能な基本回路に
変換し、汎用目的コンピュータ等のメモリ上に形成する
方法がとられる。とくに論理素子の回路遅延を忠実に模
擬する論理回路シミュレーションでは、論理回路を構成
する論理素子と論理シミュレーション可能な基本回路と
は1対1に対応させている。その様子を第1図、第2図
に示す。すなわち、第1図の11,12,13は論理回路の論理
素子であり、第2図の21,22,23は、論理素子11,12,13を
各々シミュレーション可能な形に変換した基本回路であ
る。一つの基本回路は1,2,3の3つの部分で構成され
る。1は基本回路の機能を表現し、2は基本回路の遅延
時間を表現し、3は基本回路の出力信号値を伝えるべ
き、ファンアウト先のアドレスを表現する。
In order to perform a simulation of a digital logic circuit, usually, a method of converting a logic element such as an AND gate or an OR gate forming the logic circuit into a basic circuit capable of logic simulation and forming it on a memory of a general purpose computer or the like is used. To be In particular, in the logic circuit simulation that faithfully simulates the circuit delay of the logic element, the logic element forming the logic circuit and the basic circuit capable of logic simulation have a one-to-one correspondence. This is shown in FIGS. 1 and 2. That is, 11, 12, and 13 in FIG. 1 are logic elements of the logic circuit, and 21, 22, and 23 in FIG. 2 are basic circuits in which the logic elements 11, 12, and 13 are converted into simulatable forms, respectively. is there. One basic circuit consists of three parts 1, 2, and 3. 1 represents the function of the basic circuit, 2 represents the delay time of the basic circuit, and 3 represents the fan-out destination address to which the output signal value of the basic circuit should be transmitted.

ところで、近年半導体技術の進歩により、ディジタル論
理回路の論理素子が増大しており、論理回路シミュレー
ションを実施するために必要となる汎用目的コンピュー
タのメモリ上の容量、計算機時間等は激増している。こ
の対策として従来は、シミュレーション対象論理回路内
の機能的なまとまりに着目し、それをマクロ的に表現す
ることにより、基本回路数を削減するという方法を採用
している。その例を第3図、第4図に示す。第3図中、
30は加算器を示し、31は加算器30への入力信号線、32は
加算器30からの出力信号線を示す。一般に加算器1個で
5〜10個程度の論理素子の機能を持っている。第4図は
加算器30をシミュレーション可能な基本回路に変換した
例を示す。ここで、基本回路40は4つの部分からなり、
41は基本回路40の機能(ADDER)を表現し、42〜44は各
々基本回路40の出力信号値を伝えるべき、ファンアウト
先のアドレスを表現する。
By the way, in recent years, the number of logic elements of digital logic circuits has increased due to the progress of semiconductor technology, and the capacity on the memory of a general-purpose computer required for carrying out the logic circuit simulation, the computer time, and the like have increased dramatically. As a countermeasure against this, conventionally, a method has been adopted in which the number of basic circuits is reduced by paying attention to a functional group in the simulation target logic circuit and expressing it in a macro manner. Examples thereof are shown in FIGS. 3 and 4. In Fig. 3,
Reference numeral 30 denotes an adder, 31 denotes an input signal line to the adder 30, and 32 denotes an output signal line from the adder 30. Generally, one adder has the function of about 5 to 10 logic elements. FIG. 4 shows an example in which the adder 30 is converted into a basic circuit that can be simulated. Here, the basic circuit 40 consists of four parts,
41 represents the function (ADDER) of the basic circuit 40, and 42 to 44 represent the fan-out destination address to which the output signal value of the basic circuit 40 should be transmitted.

第3図,第4図の方法によれば、5〜10個の基本回路を
1個の基本回路で表現でき、メモリ量を削減することが
できる。ところが、入力信号線31と、出力信号線32の間
の遅延時間は、どれも等しいわけではない。そのため、
この方法では、実際のディジタル論理回路を構成する各
論理素子毎の回路遅延を正確に模擬することができな
い。したがって、たとえば、シミュレーションが正常で
あっても、実際の遅延時間が正しく反映されないとか、
機能を論理素子まで下げた場合、論理の不良が発見でき
ないという問題があった。
According to the method of FIGS. 3 and 4, 5 to 10 basic circuits can be expressed by one basic circuit, and the memory amount can be reduced. However, the delay times between the input signal line 31 and the output signal line 32 are not equal to each other. for that reason,
With this method, it is not possible to accurately simulate the circuit delay of each logic element that constitutes an actual digital logic circuit. So, for example, even if the simulation is normal, the actual delay time may not be reflected correctly,
When the function is lowered to the logic element, there is a problem that a logic defect cannot be found.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、ANDゲートあるいはORゲートなどの基
本論理素子で構成されたディジタル論理回路を、その論
理素子の回路遅延を考慮してシミュレーションする際、
従来に比べて汎用目的コンピュータ等の所要メモリ量を
減少させ、さらに該コンピュータの計算機時間の短縮が
もたらされる論理回路シミュレーション方法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to simulate a digital logic circuit composed of basic logic elements such as AND gates or OR gates in consideration of the circuit delay of the logic element.
It is an object of the present invention to provide a logic circuit simulation method that can reduce the amount of memory required for a general-purpose computer or the like as compared with the related art, and further reduce the computer time of the computer.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

上記目的を達成するため、本発明は、論理シミュレーシ
ョンの対象となるディジタル論理回路に含まれるANDゲ
ートあるいはORゲートなどの論理素子で構成される組合
せ論理のみの部分回路を抽出し、その部分回路の入力端
子、出力端子に着目して、論理的な等価性と、回路遅延
等の物理的な等価性を持つ仮想素子を生成し、それを前
記部分回路と置換することにより、論理シミュレーショ
ンの対象となる基本回路素子数を低減させ、かつ、論理
シミュレーション処理時間の約8割を占めるファンアウ
ト素子への信号値伝播処理の処理回数を低減させて、シ
ミュレーション処理時間を低減させるものである。
In order to achieve the above object, the present invention extracts a partial circuit of only combinational logic composed of logic elements such as AND gates or OR gates included in a digital logic circuit to be subjected to logic simulation, and extracts the partial circuit of the partial circuit. Focusing on input terminals and output terminals, a virtual element having logical equivalence and physical equivalence such as circuit delay is generated, and the virtual element is replaced with the partial circuit to be a target of logic simulation. The number of basic circuit elements is reduced, and the number of times of signal value propagation processing to the fan-out element, which accounts for about 80% of the logic simulation processing time, is reduced to reduce the simulation processing time.

〔発明の実施例〕 第5図にディジタル論理装置中の基本論理素子による組
合せ論理のみで構成される部分回路の一例を示す。第5
図において、ANDゲート51はa,bを入力とし、ANDゲート5
2はc,dを入力とし、いずれも遅延時間は1nsである。OR
ゲート53はANDゲート51,52の出力を入力とし、遅延時間
は2nsである。ORゲート54はe,fを入力とし、遅延時間は
2nsである。ORゲート55はORゲート53,54の出力を入力と
し、その遅延時間は3nsである。
[Embodiment of the Invention] FIG. 5 shows an example of a partial circuit composed only of combinational logic by basic logic elements in a digital logic device. Fifth
In the figure, AND gate 51 receives inputs a and b, and AND gate 5
2 has c and d as inputs, and the delay time is 1 ns in both cases. OR
The gate 53 receives the outputs of the AND gates 51 and 52 and has a delay time of 2 ns. The OR gate 54 receives e and f as inputs, and the delay time is
2 ns. The OR gate 55 receives the outputs of the OR gates 53 and 54, and its delay time is 3 ns.

第5図の論理回路(部分回路)のANDゲート51,52の遅延
時間が同じであることに着目すると、該論理回路は第6
図のように置換できる。すなわち、第6図中の回路61は
第5図のANDゲート51,52、ORゲート53のグループに対応
し、遅延時間は3nsである。なお、ORゲート62,63は第5
図のORゲート54,55と同じものである。
Focusing on the fact that the AND gates 51 and 52 of the logic circuit (partial circuit) of FIG. 5 have the same delay time, the logic circuit is
It can be replaced as shown. That is, the circuit 61 in FIG. 6 corresponds to the group of AND gates 51, 52 and OR gate 53 in FIG. 5, and the delay time is 3 ns. The OR gates 62 and 63 are the fifth
It is the same as the OR gates 54 and 55 in the figure.

第5図の論理回路をそのままシミュレーション可能な形
に変換した場合、第7図のようにシミュレーション可能
な基本回路71〜75が汎用コンピュータのメモリ上に形成
される。これに対し、第5図の論理回路を第6図のよう
に変換すると、汎用コンピュータのメモリ上に形成され
るシミュレーション可能な基本回路は第8図のようにな
る。すなわち、第8図の基本回路81,82,83は第6図の基
本回路61,62,63に各々対応し、第7図に比べてシミュレ
ーション可能な基本回路が2個削減できる。
When the logic circuit shown in FIG. 5 is directly converted into a form that can be simulated, basic circuits 71 to 75 that can be simulated are formed on the memory of a general-purpose computer as shown in FIG. On the other hand, if the logic circuit shown in FIG. 5 is converted into that shown in FIG. 6, the simulatable basic circuit formed on the memory of the general-purpose computer becomes as shown in FIG. That is, the basic circuits 81, 82 and 83 of FIG. 8 correspond to the basic circuits 61, 62 and 63 of FIG. 6, respectively, and two basic circuits that can be simulated can be reduced as compared with FIG.

第9図は本発明による処理手順を示したものである。最
初に、論理回路の入力側の基本回路(基本論理素子)か
ら出力側の基本回路に向って、昇順にレベル番号をつけ
る(ステップ91)。未処理基本回路の中で、レベル番号
が一番小さいものを処理対象基本回路とする(ステップ
92)。処理対象基本回路とそのソースとなっている基本
回路とで、基本回路グループを形成する(ステップ9
3)。この形成した基本回路グループの入力ピン、出力
ピン間の遅延時間を全て調べ、該遅延時間が全て等しい
かどうか判定する(ステップ94,95)。判定結果、全て
等しければ、該基本回路グループと論理的に等しい機能
を持つ基本回路を生成し、これに基本回路グループを置
き換える(ステップ96)。ここで、組合せ回路について
は、どれも同じ形式で機能を表現できるので、生成した
基本回路の機能表現部と、ANDゲート、ORゲートなどの
基本回路(基本論理素子)の機能表現部とでは、基本回
路1個当りのメモリ量は同じである(第8図参照)。次
に、生成した基本回路の遅延時間を、処理対象基本回路
の遅延時間と、そのソース基本回路の遅延時間の和とす
る(ステップ97)。生成した基本回路のシンクとなって
いる基本回路を、処理対象基本回路とし(ステップ9
8)、ステップ93以降の処理を繰り返す。同様に、これ
らの処理を未処理基本回路がなくなるまで繰り返す(ス
テップ99)。
FIG. 9 shows a processing procedure according to the present invention. First, level numbers are assigned in ascending order from the basic circuit (basic logic element) on the input side of the logic circuit to the basic circuit on the output side (step 91). Of the unprocessed basic circuits, the one with the lowest level number is the basic circuit to be processed (step
92). A basic circuit group is formed by the basic circuit to be processed and the basic circuit that is the source (step 9).
3). All the delay times between the input pin and the output pin of the formed basic circuit group are examined, and it is judged whether all the delay times are equal (steps 94 and 95). If the result of determination is that they are all the same, a basic circuit having a function that is logically equal to the basic circuit group is generated, and the basic circuit group is replaced with this basic circuit group (step 96). Here, as for the combinational circuit, since the functions can be expressed in the same format, the function expression part of the generated basic circuit and the function expression part of the basic circuit (basic logic element) such as AND gate and OR gate The amount of memory per basic circuit is the same (see FIG. 8). Next, the delay time of the generated basic circuit is set as the sum of the delay time of the processing target basic circuit and the delay time of the source basic circuit (step 97). The basic circuit that is the sink of the generated basic circuit is the basic circuit to be processed (step 9
8), and the processing after step 93 is repeated. Similarly, these processes are repeated until there are no unprocessed basic circuits (step 99).

以上の処理を第5図に適用することにより、第8図のよ
うに、シミュレーション可能な基本回路がコンピュータ
のメモリ上に形成されるのである。
By applying the above processing to FIG. 5, a basic circuit that can be simulated is formed in the memory of the computer as shown in FIG.

なお、第9図のステップ93でソースとなっている基本回
路の数は1個でもよい。この場合は、第10図に示すよう
に、入力1個の基本回路102は削減され、これと基本回
路101を一緒にして基本回路103を形成する。
Note that the number of basic circuits that are sources in step 93 of FIG. 9 may be one. In this case, as shown in FIG. 10, the basic circuit 102 with one input is eliminated, and this and the basic circuit 101 are combined to form a basic circuit 103.

また、たとえば第6図の論理回路において、ANDゲート6
2の遅延時間が3nsで、基本回路61,62,63の遅延時間が全
て等しければ、第6図の論理回路は更に第11図に示す基
本回路110に置換できる。
Also, for example, in the logic circuit of FIG.
If the delay time of 2 is 3 ns and the delay times of the basic circuits 61, 62 and 63 are all equal, the logic circuit of FIG. 6 can be further replaced by the basic circuit 110 shown in FIG.

シミュレーションの処理時間は、通常、その約8割を信
号値伝播処理が占め、信号値計算処理が占める割合はわ
ずかである。このため基本回路の機能が複雑になり、1
基本回路当りの出力信号値計算処理時間が増えても、基
本回路の数が減れば、信号値伝播処理時間が減り、シミ
ュレーション処理時間全体も短縮されることになる。本
発明はこれを狙ったものである。
About 80% of the simulation processing time is normally occupied by the signal value propagation processing, and the signal value calculation processing occupies only a small proportion. This complicates the function of the basic circuit,
Even if the output signal value calculation processing time per basic circuit increases, if the number of basic circuits decreases, the signal value propagation processing time decreases, and the simulation processing time also shortens. The present invention aims at this.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、論理回路内のシ
ミュレーションの対象となる基本回路の数が減るので、
汎用目的コンピュータ等のシミュレーションに必要なメ
モリ量の軽減がもたされる。また、基本回路数が減るこ
とにより、シミュレーション実行後の出力信号値計算回
数、信号値伝播回数が減るため、シミュレーション実行
時に必要とされるコンピュータ処理時間も短縮できる。
さらに、基本回路は遅延時間、論理動作が不変の範囲で
グループ化しているので、実際の遅延時間等を正しく反
映することができる。
As described above, according to the present invention, since the number of basic circuits to be simulated in the logic circuit is reduced,
The amount of memory required for simulation of a general-purpose computer or the like is reduced. Further, since the number of basic circuits is reduced and the number of output signal value calculations and the number of signal value propagations after the simulation are performed are reduced, the computer processing time required when the simulation is performed can be shortened.
Furthermore, since the basic circuits are grouped within a range in which the delay time and the logical operation do not change, the actual delay time and the like can be reflected correctly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図及び第2図は従来の論理回路シミュレーション方
法の一例を説明する図、第3図及び第4図は従来の論理
回路シミュレーション方法の他の例を説明する図、第5
図乃至第11図は本発明方法を説明する図で、第5図は基
本回路数を減らす前の論理回路図、第6図は第5図の論
理回路の基本回路数を減らした後の論理回路図、第7図
は第5図の論理回路をシミュレーション可能な基本回路
に変換しコンピュータのメモリ上に展開した例を示す
図、第8図は第6図の論理回路を同様にシミュレーショ
ン可能な基本回路に変換した例を示す図、第9図は本発
明の処理手順を示すフロー図、第10図及び第11図は本発
明による他の具体例を示す図である。 51〜55……変換前の基本回路、61〜63……変換後の基本
回路、81〜83……シミュレーション可能基本回路。
1 and 2 are diagrams for explaining an example of a conventional logic circuit simulation method, FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining another example of a conventional logic circuit simulation method, and FIG.
11 to 11 are diagrams for explaining the method of the present invention, FIG. 5 is a logic circuit diagram before the number of basic circuits is reduced, and FIG. 6 is a logic circuit after the number of basic circuits of the logic circuit of FIG. 5 is reduced. A circuit diagram, FIG. 7 is a diagram showing an example in which the logic circuit of FIG. 5 is converted into a simulatable basic circuit and expanded on a memory of a computer, and FIG. 8 is also able to similarly simulate the logic circuit of FIG. FIG. 9 is a diagram showing an example converted into a basic circuit, FIG. 9 is a flow chart showing a processing procedure of the present invention, and FIGS. 10 and 11 are diagrams showing other specific examples according to the present invention. 51-55 …… Basic circuit before conversion, 61-63 …… Basic circuit after conversion, 81-83 …… Basic circuit that can be simulated.

フロントページの続き (72)発明者 多田 修 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所神奈川工場内 (72)発明者 名倉 康夫 神奈川県秦野市堀山下1番地 日立コンピ ユータエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 情報処理、Vol.22,No.8 (1981) PP.762−769Front page continuation (72) Inventor Osamu Tada 1 Horiyamashita, Hinoyama, Hadano, Kanagawa Pref., Kanagawa Plant, Hiritsu Manufacturing Co., Ltd. (72) Yasuo Nagura, 1st, Horiyamashita, Hadano, Hadano, Kanagawa Pref. 56) References Information processing, Vol. 22, No. 8 (1981) PP. 762-769

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】処理対象の基本回路と該基本回路のソース
となっている基本回路とで基本回路グループを形成し、
該基本回路グループの各入力ピンと出力ピン間の遅延時
間を全て調べ、該入力ピンと出力ピン間の遅延時間が全
て等しいとき、該基本回路グループと論理的に等価な機
能を持つ仮想の基本回路を生成して、該仮想の基本回路
を上記基本回路グループと置き換え、全ての基本回路グ
ループに対して上記処理を繰り返すことにより、置き換
えられた仮想の基本回路にしたがって論理回路のシミュ
レーションを行うことを特徴とする論理回路シミュレー
ション方法。
1. A basic circuit group is formed by a basic circuit to be processed and a basic circuit which is a source of the basic circuit,
When all the delay times between the input pins and the output pins of the basic circuit group are checked, and when the delay times between the input pins and the output pins are all equal, a virtual basic circuit having a function logically equivalent to the basic circuit group is selected. By generating and replacing the virtual basic circuit with the above basic circuit group and repeating the above process for all the basic circuit groups, the logic circuit is simulated according to the replaced virtual basic circuit. And a logic circuit simulation method.
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