JPH0830646A - 論理回路シミュレーションの並列処理方法 - Google Patents

論理回路シミュレーションの並列処理方法

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JPH0830646A
JPH0830646A JP6159900A JP15990094A JPH0830646A JP H0830646 A JPH0830646 A JP H0830646A JP 6159900 A JP6159900 A JP 6159900A JP 15990094 A JP15990094 A JP 15990094A JP H0830646 A JPH0830646 A JP H0830646A
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JP
Japan
Prior art keywords
logic circuit
signal value
output signal
processing method
parallel processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP6159900A
Other languages
English (en)
Inventor
Shingo Kakui
真吾 覚井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】それぞれの計算式を並列に処理することにより
高速なシミュレーションを可能とする論理回路シミュレ
ーションの並列処理方法を提供する。 【構成】複数のCPU1を有してなる並列計算機にて実
施される論理回路シミュレーションの並列処理方法にお
いて、設計データ11の論理回路を組み合わせ回路12
部分とレジスタ部分とに分割して組み合わせ回路12部
分のみを抽出する回路分割ルーチン3と、この抽出され
た組み合わせ回路12の出力信号値それぞれの計算式を
入力信号値のみで構成される計算式13に展開する信号
値表現展開ルーチン4と、この展開された出力信号値そ
れぞれの計算式13の処理を上記複数のCPU1に割り
付ける割り付けルーチン5とを順次実行することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気系CAD等
のシミュレーションに適用して好適な論理回路シミュレ
ーションの並列処理方法に係り、特に各出力信号値それ
ぞれの計算式を並列に処理することにより高速なシミュ
レーションを可能とする論理回路シミュレーションの並
列処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ハードウエアの論理回路シミュ
レーションの処理方法は、「イベントドリブン方法」と
呼ばれる方法により行われており、その方法は、イベン
トが発生すると、即ち、回路中のある信号の値が変化す
ると、その信号の結合先の信号の値を計算し直すという
処理を繰り返すことによって回路中の全信号の値を計算
するというものである。
【0003】図8を参照してイベントドリブン方法の具
体例を説明する。図8は、イベントドリブン方法の具体
例を説明するための図である。従来のシミュレータにお
いて、図8の(a)に示すような回路は、図8の(b)
にも示しているように、、以下のような形で内部表現さ
れている。
【0004】 S1 = I1 and I2 ……(1)式 S2 = I3 or I4 ……(2)式 S3 = I1 and S1 ……(3)式 S4 = S1 nand S2 ……(4)式 S5 = not S2 ……(5)式 このI1〜I4は入力信号値を示している。ここで、I
2の値が変化したとすると、シミュレータは、(1)式
の右辺にイベントが発生したことにより(1)式からS
1の値を計算し直す。その結果、S1の値が変化するた
めに今度は(3)式、及び(4)式の右辺にイベントが
発生したことになり、(3)式からS3の値、及び
(4)式からS4の値をそれぞれ計算し直す。このよう
な処理を繰り返すことによって、論理回路内すべての信
号について値を求めていくのが従来のシミュレーション
の方法であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】例えば、図8に示した
ような論理回路を複数のCPUを有してなる並列計算機
上において、各CPUに1行ずつ上記記述を割り付けて
処理を行わせた場合、通常のイベントドリブン方法で
は、I2の値が変化したときに、(1)式の処理が終了
するまで(3)式、及び(4)式の処理を行うことがで
きないので、結果的に並列計算機の並列処理能力を活か
した高速なシミュレーションを行うことができないとい
う問題があった。
【0006】本発明は、上記実情に鑑みなされたもので
あり、それぞれの計算式を並列に処理することにより高
速なシミュレーションを可能とする論理回路シミュレー
ションの並列処理方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のCPU
を有してなる並列計算機にて実施される論理回路シミュ
レーションの並列処理方法において、論理回路を組み合
わせ回路部分とレジスタ部分とに分割して組み合わせ回
路部分のみを抽出し、この抽出された組み合わせ回路の
出力信号値それぞれの計算式を入力信号値のみで構成さ
れる計算式に展開し、この展開された出力信号値それぞ
れの計算式の処理を上記複数のCPUに割り付けること
を特徴とする。
【0008】また、本発明は、上記展開された出力信号
値それぞれの計算式を論理演算規則に基づいて簡略化す
ることを特徴とする。また、本発明は、上記入力信号値
に対応した出力信号値を得るためのテーブルを作成し、
上記組み合わせ回路に入力信号値が与えられた際に、上
記出力信号値それぞれの計算式の処理に代わり上記テー
ブルを参照することにより出力信号値を求めることを特
徴とする。また、本発明は、トレース指定されている出
力信号値の計算式のみを選択して所定のCPUに割り付
けることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明の方法によれば、まず、シミュレーショ
ンの対象となる論理回路を組み合わせ回路部分とレジス
タ部分とに分割する。そして、この分割した組み合わせ
回路部分とレジスタ部分とのうち、組み合わせ回路部分
のみを抽出する。
【0010】次に、この抽出した組み合わせ回路の出力
信号値を多段階の計算を介さずに入力信号値のみで算出
できるように、出力信号値それぞれの計算式を入力信号
値のみで構成される計算式に展開する。
【0011】そして、この展開された出力信号値それぞ
れの計算式の処理を複数のCPUを有してなる並列計算
機上の各CPUに割り付ける。これにより、他の計算式
の処理の終了を待機する必要が無くなり、並列計算機の
並列処理能力を活かした論理回路の高速シミュレーショ
ンが実現できる。
【0012】また、本発明によれば、上記展開された出
力信号値それぞれの計算式を論理演算規則に基づいて簡
略化する。これにより、計算量が減少するため、より高
速なシミュレーションが実現できる。
【0013】また、本発明によれば、入力信号値のすべ
てのパターンを網羅したテーブルを予め作成しておき、
このテーブルに入力信号値のパターンに対応した出力信
号値を格納しておく。そして、入力信号値が与えられた
際に、計算式の処理を行うことなしにこのテーブルを参
照するのみで出力信号値を求める。
【0014】これにより、さらに計算量を減少させるこ
とができるため、より高速なシミュレーションが実現で
きる。また、本発明によれば、トレース指定されている
出力信号値のみをCPUへの割り付け対象とする。これ
により、部分的なシミュレーション等、トレースの指定
によってはさらに高速化を図ることが可能となる。
【0015】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図1は同実施例に係る論理回路シミュレーションの
並列処理方法を実現するための概略構成図である。
【0016】図1に示すように同実施例に係る論理回路
シミュレーションの並列処理方法を実現するために、回
路分割ルーチン3、信号値表現展開ルーチン4、割り付
けルーチン5、簡略化ルーチン6、テーブル表現への変
換ルーチン7及びトレース信号選択ルーチン8をメモリ
2上に存在させておく。そして、これらの各ルーチン
は、CPU1により実行される。
【0017】まず、図2乃至図4を参照して第1実施例
を説明する。図2は、第1実施例を説明するためのフロ
ーチャートである。設計データ11として与えられる一
般の論理回路は、模式的に図3のように表現することが
可能である。
【0018】図3は、論理回路を模式的に表現した図で
ある。この論理回路は、組み合わせ回路部分と、それぞ
れの組み合わせ回路部分を区切るレジスタ部分とに分け
て考えることができる。このとき、レジスタの部分で回
路を切断して(図3では矢印で表示)複数の組み合わせ
回路部分とレジスタ部分とに分割し、組み合わせ回路部
分のみを抽出する処理を行うのが回路分割ルーチン3で
ある。なお、レジスタ部分のシミュレーションは、従来
の方法で実施する。
【0019】次にこの回路分割ルーチン3にて抽出され
た組み合わせ回路を入力信号値のみで算出できるように
展開するのが信号値表現展開ルーチン4である。図4を
参照して、具体例を説明する。
【0020】図4は、論理回路の展開の具体例を示す図
である。上述したように、図8の(a)で示した論理回
路を内部表現すると、図4の(a)に再度示すように、 S1 = I1 and I2 ……(6)式 S2 = I3 or I4 ……(7)式 S3 = I1 and S1 ……(8)式 S4 = S1 nand S2 ……(9)式 S5 = not S2 ……(10)式 のようになる。
【0021】この各信号値の計算式を信号値表現展開ル
ーチン4は、入力信号値のみ、即ち、I1〜I4のみで
構成される計算式に展開する。このように展開した結
果、図4の(b)に示すような以下の計算式がそれぞれ
求められる。
【0022】 S1 = I1 and I2 ……(11)式 S2 = I3 or I4 ……(12)式 S3 = I1 and I1 and I2 ……(13)式 S4 = (I1 and I2) nand ……(14)式 (I3 or I4) S5 = not (I3 or I4) ……(15)式 このように各信号値の計算式を入力信号値のみに依存し
た形に変換すれば、(13)式、及び(14)式を計算
するのに(11)式の計算結果を待機する必要はなくな
り、それぞれの式の計算を別個のCPUに並列に処理さ
せることが可能となる。また、図3に示した例では、組
み合わせ回路12b内の信号値はそれぞれR1、R2、
及びR3のみで表現することが可能となり、これにより
組み合わせ回路12b内の各信号値の計算を並列に行う
ことができる。
【0023】そして、この展開された(11)式〜(1
5)式の各式を並列計算機の複数のCPUに処理を割り
当てていくルーチンが割り付けルーチン5である。これ
により、並列計算機の並列処理能力を活かした高速シミ
ュレーションが実現できることとなる。
【0024】次に、図5を参照して第2実施例を説明す
る。図5の(a)は、第2実施例を説明するためのフロ
ーチャートである。まず、簡略化ルーチン6は、第1実
施例で示した信号値表現展開ルーチン4により展開され
た設計データ13を入力する。そして、この入力した設
計データ13中の各信号値の計算式を論理演算規則に基
づいて簡略化する。この具体例を図5の(b)及び
(c)を参照して説明する。
【0025】図5の(b)及び(c)は、計算式の簡略
化の具体例を示す図である。図8の(a)で示した論理
回路の内部表現式を信号値表現展開ルーチン4に通す
と、図5の(b)に再度示すように、 S1 = I1 and I2 ……(16)式 S2 = I3 or I4 ……(17)式 S3 = I1 and I1 and I2 ……(18)式 S4 = (I1 and I2) nand ……(19)式 (I3 or I4) S5 = not (I3 or I4) ……(20)式 のように展開される。
【0026】このように信号値を入力信号値のみで表現
した形式に展開すると、論理演算の規則に基づいて計算
式を簡略化できる場合が発生する。この例では、例えば
(18)式が該当し、簡略化ルーチン6により図5の
(c)に示すような計算式に簡略化される。
【0027】 S3 = I1 and I2 ……(21)式 このように、簡略化可能な計算式については、すべて簡
略化ルーチン6により簡略化し、これにより計算量が減
少するため、より高速なシミュレーション実現できるこ
ととなる。
【0028】次に、図6を参照して第3実施例を説明す
る。図6の(a)は、第3実施例を説明するためのフロ
ーチャートである。まず、テーブル表現への変換ルーチ
ン7は、第1実施例で示した信号値表現展開ルーチン4
により展開された設計データ13を入力する。そして、
この入力した設計データ13中の各信号値の計算式をも
とに、入力信号値のすべてのパターンを網羅したテーブ
ルを作成する。そして、このテーブルに入力信号値のパ
ターンに対応した出力信号値を格納しておく。この具体
例を図6の(b)乃至(d)を参照して説明する。
【0029】図6の(b)乃至(d)は、計算式のテー
ブル化の具体例を示す図である。図8の(a)で示した
論理回路の内部表現式を信号値表現展開ルーチン4に通
すと、図6の(b)に再度示すように、 S1 = I1 and I2 ……(22)式 S2 = I3 or I4 ……(23)式 S3 = I1 and I1 and I2 ……(24)式 S4 = (I1 and I2) nand ……(25)式 (I3 or I4) S5 = not (I3 or I4) ……(26)式 のように展開される。
【0030】ここで、テーブル表現への変換ルーチン7
により、これらの計算式を図6の(c)に示すようなテ
ーブル15を作成する。例えば、(25)式はI1、I
2、I3、及びI4の4つの入力信号をもち、この4つ
の入力信号の値が決定すればS4の値は決定する(例え
ば、I1=0、I2=0、I3=0、I4=0であれ
ば、S4=1)。そこで、図6の(c)に示すようなテ
ーブル15を予め作成しておく。
【0031】これにより、S4の値は、S4−tabl
e(I1,I2,I3,I4)として求めることが可能
となる。一般に、信号値Siが入力信号値I1、I2、
…Inによって決定するのであれば、図6の(d)に示
すようなテーブルを予め作成しておけば、各信号値はテ
ーブルの参照のみで求めることができるため、計算量を
減少させることができ、より高速なシミュレーションを
実現可能となる。
【0032】次に、図7を参照して第4実施例を説明す
る。図7の(a)は、第4実施例を説明するためのフロ
ーチャートである。まず、トレース信号選択ルーチン8
は、第1実施例で示した信号値表現展開ルーチン4によ
り展開された設計データ13を入力する。そして、この
入力した設計データ13中の各信号値の計算式のうち、
トレース指定されている信号値の計算式のみを選択す
る。割り付けルーチン5は、この選択された計算式のみ
をCPUに割り付ける。
【0033】図8の(a)で示した論理回路の内部表現
式を信号値表現展開ルーチン4に通すと、図7の(b)
に再度示すように、 S1 = I1 and I2 ……(27)式 S2 = I3 or I4 ……(28)式 S3 = I1 and I1 and I2 ……(29)式 S4 = (I1 and I2) nand ……(30)式 (I3 or I4) S5 = not (I3 or I4) ……(31)式 のように展開される。
【0034】このとき、信号値参照のトレース指定とし
て、S4、及びS5のみが指定されていたとすると、
(27)式〜(29)式については計算の処理を行う必
要がない。従って、トレース信号選択ルーチン8は、
(30)式、及び(31)式を選択して割り付けルーチ
ン5に引き渡せばよいことになる。これにより、計算量
をさらに減少させ、より高速なシミュレーションを実現
可能とする。
【0035】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の方法によ
れば、論理回路をレジスタの部分で切断して複数の組み
合わせ回路に分割し、分割された各組み合わせ回路中の
各信号の値の計算式を入力信号値のみに依存する形式に
展開し、各信号の値の計算式の処理を複数のCPUに割
り付けることにより、各信号の値の計算を並列に進行さ
せることが可能となる。
【0036】これにより並列計算機の並列処理能力を活
かした論理回路シミュレーションを実現できる。また、
信号値の計算式を論理演算規則に基づいて簡略化した
り、テーブル表現に置き換えたり、トレース指定されて
いる信号値の計算式のみを選択して実行したりすること
により、論理回路シミュレーションをより高速に行うこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る論理回路シミュレーショ
ンの並列処理方法を実現するための概略構成図。
【図2】第1実施例を説明するためのフローチャート。
【図3】論理回路を模式的に表現した図。
【図4】論理回路の展開の具体例を示す図。
【図5】第2実施例を説明するための図。
【図6】第3実施例を説明するための図。
【図7】第4実施例を説明するための図。
【図8】イベントドリブン方法の具体例を説明するため
の図。
【符号の説明】
1…CPU、2…メモリ、3…回路分割ルーチン、4…
信号値表現展開ルーチン、5…割り付けルーチン、6…
簡略化ルーチン、7…テーブル表現への変換ルーチン、
8…トレース信号選択ルーチン、11…設計データ、1
2…組み合わせ回路、13…展開された設計データ、1
4…簡略化された設計データ、15…テーブル形式に変
換された設計データ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のCPUを有してなる並列計算機に
    て実施される論理回路シミュレーションの並列処理方法
    において、 論理回路を組み合わせ回路部分とレジスタ部分とに分割
    して組み合わせ回路部分のみを抽出し、この抽出された
    組み合わせ回路の出力信号値それぞれの計算式を入力信
    号値のみで構成される計算式に展開し、この展開された
    出力信号値それぞれの計算式の処理を上記複数のCPU
    に割り付けることを特徴とする論理回路シミュレーショ
    ンの並列処理方法。
  2. 【請求項2】 上記展開された出力信号値それぞれの計
    算式を論理演算規則に基づいて簡略化する請求項1記載
    の論理回路シミュレーションの並列処理方法。
  3. 【請求項3】 上記入力信号値に対応した出力信号値を
    得るためのテーブルを作成し、上記組み合わせ回路に入
    力信号値が与えられた際に、上記出力信号値それぞれの
    計算式の処理に代わり上記テーブルを参照することによ
    り出力信号値を求める請求項1記載の論理回路シミュレ
    ーションの並列処理方法。
  4. 【請求項4】 トレース指定されている出力信号値の計
    算式のみを選択して所定のCPUに割り付ける請求項1
    記載の論理回路シミュレーションの並列処理方法。
JP6159900A 1994-07-12 1994-07-12 論理回路シミュレーションの並列処理方法 Pending JPH0830646A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7966590B2 (en) 2007-03-30 2011-06-21 Fujitsu Limited Circuit design data conversion apparatus, circuit design data conversion method, and computer product

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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