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JP4095396B2 - Timing verification method, timing verification apparatus, program, and recording medium - Google Patents
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JP4095396B2 - Timing verification method, timing verification apparatus, program, and recording medium - Google Patents

Timing verification method, timing verification apparatus, program, and recording medium Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路のタイミング検証方法、タイミング検証装置、プログラム、及び記録媒体に関するものである。
【0002】
半導体集積回路の開発においては、論理回路の遅延計算を実施し、動作タイミングや遅延を検証して論理回路の動作を確認、保証する工程がある。近年の半導体集積回路においては、回路の高集積化、高速化、動作電圧の低電圧化が図られている。そのため、チップ内における電源電圧降下が回路動作の遅延や変動に大きな影響を及ぼすようになってきており、各インスタンス(セル)の電源電圧降下を考慮したタイミング検証を実施することが必要となっている。
【0003】
【従来の技術】
図15は、従来のタイミング検証処理を示すフローチャートである。なお、図に示す各ステップは、図示しない検証装置により実行される。
【0004】
タイミング検証のための処理が開始されると、先ず、所定の記憶装置から検証装置に回路情報が読み込まれる(ステップ201)。そして、その回路情報に基づいてフロアプラン(Floor plan)が行われ、半導体集積回路を構成する回路ブロックが概略的に配置される(ステップ202)。
【0005】
次いで、チップ内の各インスタンス(セル)の配置・配線が行われ(ステップ203)、その配置・配線で決定された配線の長さ及び配線の容量に基づいて概略的な遅延値の見積もりが行われた後、その遅延値を用いてタイミング調整・検証が実施される(ステップ204)。そして、そのタイミング検証の結果、問題(タイミングエラー)が生じた場合は、ステップ203に戻って配置・配線が行われ、問題が生じない場合には、回路の寄生容量の抽出(Extract)が行われる(ステップ205)。
【0006】
その後、ステップ201にて取得されたネットリストや、ステップ205における抽出結果等に基づいて電源網解析が行われる(ステップ206)。そして、その解析結果に基づいて第1タイミング検証が実施される(ステップ207)。
【0007】
第1タイミング検証の結果、問題が生じた場合は、ステップ203に戻って配置・配線が行われ、問題が生じない場合には、チップ内の各セルの電源電圧降下に基づいてセル毎の遅延値が算出される(ステップ208)。その遅延値に基づいて第2タイミング検証が実施される(ステップ209)。第2タイミング検証の結果、問題が生じた場合は、ステップ203に戻って配置・配線が行われ、問題が生じない場合、半導体集積回路のタイミング検証の処理が終了される。
【0008】
上記の処理において、第1タイミング検証(ステップ207)により、電源電圧降下を考慮しない回路動作のタイミングエラーが取り除かれ、第2タイミング検証(ステップ209)により、電源電圧降下を考慮した回路動作のタイミングエラーが取り除かれる。このように、第1及び第2タイミング検証を行うことにより、適切な動作タイミングへの収束性の向上が図られている。
【0009】
なお、電源電圧降下を考慮してタイミング検証を行う従来技術としては、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3に開示されている。
【0010】
【特許文献1】
特開平10−321725号公報
【特許文献2】
特開2000−99554号公報
【特許文献3】
特開2000−195960号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体集積回路のチップサイズが小さく電源電圧の降下が比較的少ない場合、その電源電圧降下は回路動作や遅延に及ぼす影響が小さいため、半導体集積回路におけるタイミングやデザインに対して大きな問題にならなかった。よって、電源電圧降下が比較的少ない場合には、図15のタイミング検証処理のように、配置・配線が確定した処理の最終段階において電源電圧降下を考慮した第2タイミング検証を行うといった方法でも実用上の問題は生じなかった。
【0012】
ところが、近年の半導体集積回路では、その大規模化や低消費電力化等に伴い、電源電圧降下による回路動作や遅延変動への影響が問題になってきている。そのため、上記従来技術のように、最終段階で電源電圧降下を考慮したタイミング検証を行う方法では、適切なタイミングに収束させるための回路の変更や回路配置の変更が困難となったり、膨大な箇所でのタイミングエラーが発生したりするといった問題が生じてしまう。
【0013】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、半導体チップ内の電源電圧降下を考慮したタイミング検証を的確に実施し、半導体集積回路の開発工数を削減することができるタイミング検証方法、タイミング検証装置、プログラム、及び記録媒体を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明によれば、前記タイミング検証装置が実行するステップは、
前記タイミング検証装置の備える中央処理装置が、記憶装置に格納されている回路情報を読み出し、その読み出した回路情報に基づいてフロアプランを行うステップと、前記中央処理装置が、半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定するステップと、前記中央処理装置が、前記目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、前記中央処理装置が、前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行って、その第1タイミング検証により得られた各セルの遅延情報を前記記憶装置に格納するステップと、前記中央処理装置が、前記第1タイミング検証を行った後、電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量と、前記タイミング検証用の電源電圧降下量とを比較するステップと、前記中央処理装置が、前記比較で値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをし、その見直しにより得られた遅延情報を前記記憶装置に格納された前記各セルの遅延情報に上書きするステップと、前記中央処理装置が、前記記憶装置に格納された前記各セルの遅延情報に基づいて、第2タイミング検証を行うステップと、を含む。
また、請求項5,7,9に記載の発明によれば、半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値が目標の電源電圧降下量として設定され、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量が算出される。そして、タイミング検証用の電源電圧降下量が考慮されて第1タイミング検証が実施される。また、電源網解析により得られた電源電圧降下量と、タイミング検証用の電源電圧降下量とが比較され、それらの値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じて遅延変動が見直されて第2タイミング検証が実施される。この場合、初期段階から電源電圧降下量を考慮してタイミング検証が実施されることにより、適切な動作タイミングへの収束性が向上され、回路設計の後戻りの回数が低減される。また、最終段階の第2タイミング検証を実施する場合、電源網解析により得られた電源電圧降下量とタイミング検証用の電源電圧降下量とが一致するときには遅延値の再計算が行われないので、処理負荷を軽減することが可能となる。
【0015】
また、請求項2に記載の発明によれば、前記タイミング検証装置が実行するステップは、前記タイミング検証装置の備える中央処理装置が、記憶装置に格納されている回路情報を読み出し、その読み出した回路情報に基づいてフロアプランを行うステップと、前記中央処理装置が、半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、前記中央処理装置が、前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行って、その第1タイミング検証により得られた各セルの遅延情報を前記記憶装置に格納するステップと、前記中央処理装置が、前記第1タイミング検証を行った後、電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量と、前記タイミング検証用の電源電圧降下量とを比較するステップと、前記中央処理装置が、前記比較で値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをし、その見直しにより得られた遅延情報を前記記憶装置に格納された前記各セルの遅延情報に上書きするステップと、前記中央処理装置が、前記記憶装置に格納された前記各セルの遅延情報に基づいて、第2タイミング検証を行うステップと、を含む。
また、目標の電源電圧降下量を設定できない場合には、請求項6,8,10に記載の発明のように、半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量が算出され、その電源電圧降下量が考慮されて第1タイミング検証が実施される。その後、電源網解析により得られた電源電圧降下量と、タイミング検証用の電源電圧降下量とが比較され、それらの値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じて遅延変動が見直されて第2タイミング検証が実施される。この場合も、タイミング検証の初期段階にてタイミング検証用の電源電圧降下量が考慮されることにより、適切な動作タイミングへの収束性が向上され、回路設計の後戻りの回数が低減される。また、最終段階の第2タイミング検証を実施する場合、電源網解析により得られた電源電圧降下量とタイミング検証用の電源電圧降下量とが一致するときには遅延値の再計算が行われないので、処理負荷を軽減することが可能となる。
【0016】
請求項に記載の発明によれば、電源網解析の条件と、第2タイミング検証の条件とが異なる場合、電源網解析にて得られた各セルの電源電圧降下量が、各条件での電源電流の比と抵抗値の比とを用いて補正される。これにより、第2タイミング検証の条件に合わせた遅延値が求められる。
【0017】
請求項に記載の発明によれば、半導体チップにおける電源電圧降下量に応じたセル累積数の割合に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量が算出される。なお、電源電圧降下量に応じたセル累積数の割合とは、半導体チップにおける全セル数に対する割合であり、所定値の電源電圧降下量に応じた割合は、セルにおける電源電圧降下量がその所定値未満であるセルの数を累積した割合となる。すなわち、請求項3に記載の発明によれば、セルにおける電源電圧降下量が所定値未満となるセルの数を累積したセル累積数の半導体チップにおける全セル数に対する割合に基づいて、前記タイミング検証用の電源電圧降下量が算出される。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
【0019】
図1は、タイミング検証装置11の概略構成図である。
タイミング検証装置11は一般的なCAD(Computer Aided Design) 装置からなり、中央処理装置(以下、CPU)12、メモリ13、記憶装置14、表示装置15、入力装置16、及びドライブ装置17を備え、それらはバス18を介して相互に接続されている。
【0020】
CPU12は、メモリ13を利用してプログラムを実行し、タイミング検証に必要な処理を実現する。メモリ13には、タイミング検証の機能を提供するために必要なプログラムとデータが格納され、メモリ13としては、通常、キャッシュ・メモリ,システム・メモリ,及びディスプレイ・メモリ等(図示略)を含む。
【0021】
表示装置15は、レイアウト表示、パラメータ入力画面等の表示に用いられ、これには通常、CRT,LCD,PDP等(図示略)が用いられる。入力装置16は、ユーザからの要求や指示、パラメータの入力に用いられ、これにはキーボード及びマウス装置等(図示略)が用いられる。
【0022】
記憶装置14は、通常、磁気ディスク装置,光ディスク装置,光磁気ディスク装置等(図示略)を含む。記憶装置14には、後述するタイミング検証処理のためのプログラムデータ(以下、プログラム)及び各種のデータファイル(以下、ファイル)が格納される。CPU12は、入力装置16による指示に応答してプログラムや各種ファイルに格納されるデータを適宜メモリ13へ転送し、それを逐次実行する。この記憶装置14は、データベースとしても使用される。
【0023】
CPU12が実行するプログラムは、記録媒体19にて提供される。ドライブ装置17は、記録媒体19を駆動し、その記憶内容にアクセスする。CPU12は、ドライブ装置17を介して記録媒体19からプログラムを読み出し、それを記憶装置14にインストールする。
【0024】
記録媒体19としては、メモリカード,フレキシブルディスク,光ディスク(CD-ROM,DVD-ROM,… ),光磁気ディスク(MO,MD,…)等(図示略)、任意のコンピュータ読み取り可能な記録媒体を使用することができる。この記録媒体19に、上述のプログラムを格納しておき、必要に応じて、メモリ13にロードして使用することもできる。
【0025】
尚、記録媒体19には、通信媒体を介してアップロード又はダウンロードされたプログラムを記録した媒体、ディスク装置を含む。更に、コンピュータによって直接実行可能なプログラムを記録した記録媒体だけでなく、いったん他の記録媒体(ハードディスク等)にインストールすることによって実行可能となるようなプログラムを記録した記録媒体や、暗号化されたり、圧縮されたりしたプログラムを記録した記録媒体も含む。
【0026】
次に、本実施形態のタイミング検証処理の概要を、図2〜図7を用いて説明する。なお、図2〜図7は、半導体集積回路における一部分の回路を示すものである。
【0027】
先ず、検証装置11のCPU12によって、半導体集積回路の回路情報が読み込まれ、レイアウト設計のためのフロアプランが行われる。これにより、図2に示すように、各セル21a〜21eが概略配置される。そして、このフロアプランに基づいて、電源電圧降下の目標値(例えば、10%のドロップ)が設定される。
【0028】
次いで、タイミング検証で用いる電源電圧降下量が算出される。ここでは、例えば、タイミング検証用の電源電圧降下量(=目標値×0.5=5%)が求められる。そして、電源電圧降下の目標値(10%)を満足するよう電源配線が行われる。これにより、図3に示すように、各セル21a〜21eの配置・配線が行われる。この配置・配線の後、電源網解析が行われ、電流密度違反が無いことが確認される。次いで、タイミング検証用の電源電圧降下量(5%のドロップ)を考慮した遅延値が求められ、その遅延値に基づいて第1タイミング検証が実施される。
【0029】
ここで、電源網解析の結果により算出される各セル21a〜21eの電源電圧降下量は図4のようになる。つまり、セル21a=2%、セル21b=5%、セル21c=10%、セル21d=8%、セル21e=5%となる。
【0030】
そして、図3及び図5に示すように、タイミング検証用の電源電圧降下量と電源網解析の結果による電源電圧降下量とが一致しないセル21a,21c,21dについて、遅延値が再計算され見直された後、第2タイミング検証が実施される。
【0031】
第2タイミング検証においてタイミングエラーが発生した場合、例えば、図6のように、セル(バッファ)21fが挿入される。なお、このセル21fにおける電源電圧降下量は、タイミング検証用の電源降下量を用い、5%としてタイミング検証を行う。そして、再度、電源網解析が行われ、その結果に基づき、図7に示すように、セル21fの電源電圧降下量が見直される。この後、その電源電圧降下量に応じた第2タイミング検証が行われ、タイミングエラーが無くなることにより、検証処理が終了される。
【0032】
次に、タイミング検証装置11のCPU12により実行されるタイミング検証処理を図8のフローチャートを用いて詳述する。
先ず、CPU12は、記憶装置14に格納されている所定のファイルから半導体集積回路の回路情報やネットリストを読み込む(ステップ101)。なお、回路情報としては、入力端子から出力端子までの信号伝達に関する動作条件、電源電圧、要求される消費電力、温度条件等の情報を含む。そして、CPU12は、それらの情報に基づいて、フロアプラン(Floor Plan)を行い、半導体集積回路における回路ブロックを概略配置する(ステップ102)。このフロアプランでは、電源配線の太さや配線密度の概算値が設定され、それを満足するよう回路ブロックが概略配置される。
【0033】
次いで、CPU12は、回路の動作速度等の目標動作に対して、半導体チップで許容される電源電圧降下の最大値(電源電圧許容量値)を設定し、それを電源電圧降下の目標値として見積もる(ステップ103)。電源電圧許容量値は、半導体集積回路の目標動作の限界に対応する値として設定される。
【0034】
図9は、電源電圧降下量と遅延変動係数との関係を示す説明図である。電源電圧の降下量が「0」である場合の遅延変動係数は「1」であり、降下量が増大するほど遅延変動係数が大きくなる。この関係を示すテーブルデータが記憶装置14に格納されている。そして、CPU12は、半導体集積回路における目標動作の限界の遅延変動係数K1に応じた電源電圧降下量を目標値Vp1として求める。
【0035】
そして、CPU12は、図8のステップ102におけるフロアプランで設定した電源配線の条件が電源電圧降下の目標値Vp1を満足するか否かを判定し(ステップ104)、目標値を満足する場合、チップ内の各セル(インスタンス)について、配置・配線を行う(ステップ105)。目標値を達成できない場合には、ステップ102に戻りフロアプランを再度行い、配線層の条件等を見直しすることになる。
【0036】
半導体チップにおける電源配線はメッシュ状等に形成されるが、配置・配線を行うステップ105では、電源電圧降下の目標値が達成されるよう各電源配線のメッシュの間隔や本数や配線の太さ等が設定される。
【0037】
配置・配線を行った後、CPU12は、その配置・配線で決定した配線の長さ及び配線の容量に基づいて概略的な遅延値の見積もりを行い、その遅延値を用いてタイミング調整・検証を実施する(ステップ106)。このタイミング調整・検証では、電源電圧降下の目標値(例えば、10%)に基づいてタイミング検証に用いる電源電圧降下量(例えば、5%)が算出され、その電源電圧降下量を遅延値の変動量として反映させたかたちで実施される。このタイミング調整・検証は、早期段階で簡略的に行うものであり、そのタイミング検証で用いる電源電圧降下量は、全セルに対して一律の値が用いられる。
【0038】
具体的には、半導体集積回路の動作条件範囲が、例えば、電源電圧1.8V±0.15V、温度−40℃〜125℃、プロセスベスト〜プロセスワースト、タイミング検証用の電圧降下量を0.1Vとする。なおここで、プロセスベスト〜プロセスワーストとは、プロセスに起因するトランジスタの製造ばらつきや配線の抵抗値や配線間の容量値の範囲を示すものである。この場合、例えば、ワースト条件では、1.55V、温度125℃、プロセスワーストでチップ全体のタイミング検証が行われる。そのタイミング検証では、遅延値のティピカル値Typに対して、各条件での電圧係数Kv,温度係数Kt,プロセス係数Kpを掛け合わせることにより遅延値(=Typ×Kv×Kt×Kp)が求められる。
【0039】
ステップ106におけるタイミング調整・検証の結果、問題(タイミングエラー)が生じた場合、CPU12は、ステップ105に戻って配置・配線を再度行う。つまり、タイミング調整・検証の結果、期待通りの動作や遅延値が得られなければ、セルや回路自体が見直されることとなる。
【0040】
また、問題が生じなかった場合には、CPU12は、回路の寄生容量の抽出(Extract)を行う(ステップ107)。なおここでは、回路における各配線について、隣同士の組み合わせ、上下層の組み合わせ等を考慮して寄生容量の抽出が行われる。
【0041】
その後、CPU12は、ステップ101にて取得したネットリストや、ステップ107における抽出結果等に基づいて電源網解析を行う(ステップ108)。この電源網解析では、回路全体(チップ全体)の電源網に対して、公知の行列演算が用いられて、セルやブロック間における電源配線の電流密度、電源電圧降下量等が計算される。
【0042】
そして、CPU12は、その電源網解析において各配線の電流密度違反がないことを確認し、第1タイミング検証を実施する(ステップ109)。この第1タイミング検証では、各セルについて一律値であるタイミング検証用の電圧降下量(例えば、5%)が用いられ、その電圧降下量に応じた遅延変動が反映される。また、ここで得られた各セルの遅延情報(遅延値に関するデータ)は、記憶装置14に一旦格納される。
【0043】
第1タイミング検証で問題(タイミングエラー)が生じた場合、CPU12はステップ105に戻って配置・配線を再度行う。一方、第1タイミング検証で問題が生じなかった場合、CPU12は、各セルの電源電圧降下を考慮した遅延変動の算出を行う(ステップ110)。
【0044】
図10には、その遅延変動の算出処理の具体例を示す。
すなわち、CPU12は、電源網解析の結果から得られた各セルにおける電源電圧降下量と、上記タイミング検証用の電源電圧降下量との比較を行い(ステップ110a)、それらの差が大きいセルについて、遅延値を再計算する(ステップ110b)。この再計算の結果は、第1タイミング検証(ステップ109)において記憶装置14に格納した遅延情報に上書きされる。一方、電源電圧降下量に差が小さいセルについては、ステップ109で格納した記憶装置14の遅延情報が維持される。これにより、記憶装置14の遅延情報は、各セルの電源電圧降下量が考慮された値となる。
【0045】
なお、上記ステップ110aにおいて、CPU12は、電源電圧降下量の差が予め設定された許容範囲外である場合に、差が大きいとみなしてステップ110bの処理を実行し、電源電圧降下量の差が許容範囲内である場合に、差が小さいとみなしてステップ110bの処理を迂回する。また、この判定で用いる許容範囲に関するデータは、セル毎に用意され、記憶装置14に設定されている。
【0046】
その後、図8に示すように、CPU12は、各セルの遅延情報に基づいて、第2タイミング検証を実施する(ステップ111)。この第2タイミング検証にて、問題(タイミングエラー)が生じた場合、CPU12はステップ105に戻って配置・配線を再度行う。一方、問題が生じなかった場合、CPU12は本処理を終了する。
【0047】
次に、第2タイミング検証の条件に応じた電源電圧降下量を遅延値に反映させる場合の具体例を説明する。
ステップ108での電源網解析では、通常、消費電力が最大となる条件で電流密度の確認が行われるため、その条件と、第2タイミング検証で必要となる条件とは異なる場合がある。その場合、電源電圧降下量は電流量Iと抵抗Rとによって決まることから、電源網解析で求めた電源電圧降下量をタイミング検証の条件に合わせて補正する。
【0048】
具体的には、例えば、消費電力が最大となる条件は、電源電圧:最大、プロセス:ベスト、温度:最大である。これに対し、タイミング検証におけるワーストの条件(タイミングワースト条件)は、電源電圧:最小、プロセス:ワースト、温度:最大であり、タイミング検証におけるベストの条件(タイミングベスト条件)は、電源電圧:最大、プロセス:ベスト、温度:最小である。
【0049】
従って、消費電力が最大となる条件からタイミングワースト条件の電源電圧降下量を換算して求める場合、電源電圧条件、プロセス条件の違いであるため、消費電流の比を用いて補正する。また、タイミングベスト条件の電源電圧降下量を換算して求める場合には、消費電流の比と抵抗の温度依存係数の比とを用いて補正する。
【0050】
ここで、消費電力が最大である場合の電源電圧降下量をVdp_P、タイミングワースト条件の電源電圧降下量をVdp_TW、タイミングベスト条件の電源電圧降下量をVdp_TBとする。また、消費電力が最大である場合の電流量をIp、タイミングワースト条件の電流量をItw、タイミングベスト条件の電流量をItbとする。さらに、配線における抵抗の温度依存係数の最大値(具体的には、温度が最大である場合の抵抗値)をRmax、抵抗の温度依存係数の最小値(具体的には、温度が最小である場合の抵抗値)をRminとする。
【0051】
この場合、タイミングワースト条件及びタイミングベスト条件の電源電圧降下量Vdp_TW,Vdp_TBは次式により求めることができる。
Vdp_TW=Vdp_P×(Itw/Ip)
Vdp_TB=Vdp_P×(Itb/Ip)×(Rmin/Rmax)
このようにして求めた電源電圧降下量Vdp_TW,Vdp_TBに基づいて各条件での遅延値を算出しその遅延値を第2タイミング検証の実施時に考慮する。
【0052】
以上記述したように、上記実施形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値が目標の電源電圧降下量として設定され、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量が算出される。タイミング検証用の電源電圧降下量は、全セルに対して一律値であり、その電源電圧降下量を用いて第1タイミング検証が実施される。また、電源網解析の結果により得られた各セルの電源電圧降下量がタイミング検証用の電源電圧降下量と異なる場合には、そのセルについて、遅延値が見直された後に第2タイミング検証が行われる。この場合、初期段階から電源電圧降下量を考慮してタイミング検証が実施されることにより、適切なタイミングへの収束性が向上され、設計の後戻りの回数を低減することができる。また、最終段階の第2タイミング検証を実施する場合、電源網解析により得られた電源電圧降下量とタイミング検証用の電源電圧降下量とが一致するときには遅延値の再計算が行われないので、CPU12の処理負荷を軽減できる。また、タイミング検証装置11におけるメモリ13の容量も削減することができる。
【0053】
このように、半導体チップ内の電源電圧降下を考慮したタイミング検証が的確に実施されることにより、半導体集積回路の信頼性を向上することができ、半導体集積回路の開発工数を削減することができる。
【0054】
(2)電源網解析にて得られた各セルの電源電圧降下量を、電源電流の比と抵抗値の比とを用いて補正することにより、第2タイミング検証の条件に合わせた遅延値を求めることができる。
【0055】
(3)本実施形態では、目標の電源電圧降下量を満足するように配置・配線の処理が実施されるので、適切な動作タイミングへの収束性をより向上させることができる。
【0056】
(4)電源電圧降下量の差の大・小を判定するために許容範囲を設けた。この許容範囲を適切に設定することにより遅延値の再計算を必要とするセル数(インスタンス数)を抑制することが可能となる。
【0057】
(第2実施形態)
以下、本発明を具体化した第2実施形態を説明する。
図11は、第2実施形態のタイミング検証処理を説明するフローチャートである。本実施形態は、半導体チップにおける電源電圧降下量の目標値が設定できない場合のタイミング検証処理の具体例である。
【0058】
上記第1実施形態では、電源電圧降下量の目標値を見積もるステップ103とその目標値を満足するか否かを判定するステップ104とが実行されるものであったが、本実施形態のタイミング検証処理では、それらステップ103及びステップ104に代えてステップ113が実行される。なお、他のステップ(101,102,105〜111)では、上記第1実施形態と同等の処理が実行される。
【0059】
具体的には、ステップ113において、CPU12は、半導体チップの目標消費電力や使用配線層数、電源端子数等の回路情報に基づき、簡略的な電源網解析を行うことにより、およその電源電圧降下量を算出する。そして、CPU12は、算出した電源電圧降下量の見積もり値から、チップ全体の電源電圧降下の分布を考慮してタイミング検証用の電源電圧降下量を算出する。
【0060】
このタイミング検証用の電源電圧降下量は、初期段階で予防的に実施されるタイミング検証(ステップ106,ステップ109)で用いられ、最終的なタイミング検証(ステップ111)を行う際に見直されることから、例えば、半導体チップにおける最大値や最小値を選択することもできる。また、タイミング検証用の電源電圧降下量は、タイミング検証の目的に応じて、最大値や最小値を使い分けることも可能である。
【0061】
しかし、配置・配線を行うステップ105に戻る回数を低減させ、動作タイミングの収束性を向上させるためには、タイミング検証用の電源電圧降下量を適切に決定することが重要になる。
【0062】
そこで、本実施形態では、チップ全体の電源電圧降下の分布を考慮してタイミング検証用の電源電圧降下量を決定している。
図12(a)は、半導体チップ22の概略構成図であり、(b)は、同チップ22における電源電圧の分布を示す説明図である。
【0063】
図12(a)に示すように、半導体チップ22におけるコア部23の周囲にはI/O部24が設けられ、その外側に電源電圧Vddを供給するための複数のパッド25が形成されている。該チップ22における電源電圧降下量は、図12(b)に示すように、コア周辺部P1,P2からコア中心部P0に向けて徐々に増大している。つまり、チップ22における電源電圧降下量は、コア中心部P0で最大値Vdpmax、コア周辺部P1,P2で最小値Vdpminである。なお、半導体チップ22における電源電圧降下の分布としては、コア部23に形成される回路ブロックの位置等によっては、凸凹状になる場合もある。
【0064】
図13には、半導体チップ22における電源電圧降下量と、その電圧降下量に応じた対象エリアの割合との関係を示している。ここで、対象エリアの割合とは、所定値の電源電圧降下量に対し、その所定値未満となるエリアを累積した割合(セル累積数の割合)を示すものである。図13において、電源電圧降下量が増大するほど対象エリアは増し、電源電圧降下量が最大値Vdpmaxとなると、それに対応する対象エリアは全エリア(100%)となる。具体的には、半導体チップ22における全セル数(全エリア)に対して、例えば、60%のセル数(インスタンス数)をカバーするようタイミング検証を行う場合、タイミング検証用の電源電圧降下量としては、最大値Vdpmaxの1/2の値が設定される。
【0065】
図14は、タイミング検証用の電源電圧降下量の算出処理を示すフローチャートである。
図14に示すように、CPU12は簡略的な電源網解析を行うことにより電源電圧降下を見積もる(ステップ113a)。その後、CPU12は、チップ内の電源電圧降下量の分布を判断し(ステップ113b)、全セル(インスタンス)数に対する割合を決定する(ステップ113c)。そして、CPU12は、図13に示す関係からその割合に対応する電源電圧降下量を、タイミング検証用の電圧降下量(仮の電源電圧降下量)として求める(ステップ113d)。
【0066】
そして、このタイミング検証用の電圧降下量を考慮して、配置・配線の処理(ステップ105)〜遅延変動の算出処理(ステップ110)が実行される。
本実施形態においても、上記第1実施形態と同様に、初期段階においてタイミング検証用の電源電圧降下量が考慮される。これにより、適切な動作タイミングへの収束性を向上でき、回路設計の後戻りの回数を低減することができる。
【0067】
また、半導体チップにおける電源電圧降下量に応じたセル累積数の割合に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量が算出されるので、動作タイミングの収束性をより向上させることができる。
【0068】
上記実施の形態は、次に示すように変更することもできる。
・図10のステップ110aでは、電源電圧降下量の差が許容範囲外である場合(差が大きい場合)に電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをするものであっが、これに限定されるものではない。電源電圧降下量の差が所定値に対して小さい場合、或いは大きい場合にのみ、そのセルの電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをするようにしてもよい。つまり、電源電圧降下量を考慮した遅延変動の算出処理(ステップ110)は、半導体集積回路の用途等に応じて適宜変更することができる。
【0069】
また、ステップ110aの判定で用いる許容範囲に関するデータは、記憶装置14に予め格納するようにしたが、入力装置16の操作に基づく入力データにより設定してもよい。
【0070】
・上記第1実施形態において、第2実施形態と同様に、チップ全体の電源電圧の分布を考慮してタイミング検証用の電源電圧降下量を算出してもよい。このようにすれば、タイミング検証用の電源電圧降下量を適切に設定することができ、動作タイミングの収束性を向上できる。
【0071】
・タイミング検証用の電源電圧降下量の算出方法としては、上記実施形態のようにチップ全体の電源電圧の分布を考慮して算出する方法以外に、例えば、最小値と最大値との平均値を求め、その平均値をタイミング検証用の電源電圧降下量とするものでもよい。
【0072】
以上の様々な実施の形態をまとめると、以下のようになる。
(付記1)半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮して動作タイミングの検証を行うタイミング検証方法であって、
半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定し、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出し、その電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行った後、電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うことを特徴とするタイミング検証方法。
(付記2)半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮して動作タイミングの検証を行うタイミング検証方法であって、
半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出し、その電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行った後、電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うことを特徴とするタイミング検証方法。
(付記3)前記電源網解析における条件と、前記第2タイミング検証における条件とが異なる場合、前記電源網解析にて得られたセル毎の電源電圧降下量を、各条件での電源電流の比と抵抗値の比とを用いて補正することにより、前記第2タイミング検証の条件に合わせた遅延値を求めるようにしたことを特徴とする付記1又は2に記載のタイミング検証方法。
(付記4)前記半導体チップにおける電源電圧降下量に応じたセル累積数の割合に基づいて、前記タイミング検証用の電源電圧降下量を算出するようにしたことを特徴とする付記1〜3のいずれかに記載のタイミング検証方法。
(付記5)前記目標の電源電圧降下量を満足するように電源配線の密度や配線の太さを決定する配置・配線の処理を行うことを特徴とする付記1に記載のタイミング検証方法。
(付記6)前記タイミング検証用の電源電圧降下量を考慮して電源配線の密度や配線の太さを決定する配置・配線の処理を行うことを特徴とする付記2に記載のタイミング検証方法。
(付記7)前記タイミング検証用の電源電圧降下量は全セルに対して一律値であり、その一律値を用いて前記第1タイミング検証を行うことを特徴とする付記1〜6のいずれかに記載のタイミング検証方法。
(付記8)半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮して動作タイミングの検証を行うタイミング検証装置であって、
半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定し、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出する手段と、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行う手段と、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行う手段と
を備えることを特徴とするタイミング検証装置。
(付記9)半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮して動作タイミングの検証を行うタイミング検証装置であって、
半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出する手段と、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行う手段と、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行う手段と
を備えることを特徴とするタイミング検証装置。
(付記10)半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮したタイミング検証を行うためのプログラムであって、
半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定し、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行うステップと、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うステップと
を含むことを特徴とするプログラム。
(付記11)半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮したタイミング検証を行うためのプログラムであって、
半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行うステップと、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うステップと
を含むことを特徴とするプログラム。
(付記12)半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮したタイミング検証を行うためのプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記プログラムは、
半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定し、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行うステップと、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うステップと
を含むことを特徴とする記録媒体。
(付記13)半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮したタイミング検証を行うためのプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記プログラムは、
半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行うステップと、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うステップと
を含むことを特徴とする記録媒体。
【0073】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、半導体チップ内の電源電圧降下を考慮したタイミング検証を的確に実施し、半導体集積回路の開発工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】タイミング検証装置の概略構成図である。
【図2】タイミング検証処理の概要を示す説明図である。
【図3】タイミング検証処理の概要を示す説明図である。
【図4】タイミング検証処理の概要を示す説明図である。
【図5】タイミング検証処理の概要を示す説明図である。
【図6】タイミング検証処理の概要を示す説明図である。
【図7】タイミング検証処理の概要を示す説明図である。
【図8】第1実施形態のタイミング検証処理を示すフローチャートである。
【図9】電源電圧降下量と遅延変動係数との関係を示す説明図である。
【図10】遅延変動の算出処理を示すフローチャートである。
【図11】第2実施形態のタイミング検証処理を示すフローチャートである。
【図12】(a)は、半導体チップの概略構成図、(b)は、同チップにおける電源電圧の分布を示す説明図である。
【図13】電源電圧降下量とそれに応じた対象エリアの割合との関係を示す説明図である。
【図14】電源電圧降下量の算出処理を示すフローチャートである。
【図15】従来のタイミング検証処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
11 タイミング検証装置
19 記録媒体
21a〜21f セル
22半導体チップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit timing verification method, a timing verification apparatus, a program, and a recording medium.
[0002]
In the development of a semiconductor integrated circuit, there is a process of performing a delay calculation of the logic circuit and verifying and guaranteeing the operation of the logic circuit by verifying the operation timing and delay. In recent semiconductor integrated circuits, higher integration and higher speed of the circuit and lowering of the operating voltage have been achieved. Therefore, the power supply voltage drop in the chip has a great influence on the delay and fluctuation of the circuit operation, and it is necessary to perform timing verification considering the power supply voltage drop of each instance (cell). Yes.
[0003]
[Prior art]
FIG. 15 is a flowchart showing a conventional timing verification process. Each step shown in the figure is executed by a verification device (not shown).
[0004]
When processing for timing verification is started, circuit information is first read from a predetermined storage device into the verification device (step 201). Then, a floor plan is performed based on the circuit information, and circuit blocks constituting the semiconductor integrated circuit are roughly arranged (step 202).
[0005]
Next, each instance (cell) in the chip is arranged and wired (step 203), and a rough delay value is estimated based on the wiring length and wiring capacity determined by the arrangement and wiring. After that, timing adjustment / verification is performed using the delay value (step 204). If a problem (timing error) occurs as a result of the timing verification, the process returns to step 203 to perform placement and wiring. If no problem occurs, the circuit parasitic capacitance is extracted (Extract). (Step 205).
[0006]
Thereafter, power supply network analysis is performed based on the net list acquired in step 201, the extraction result in step 205, and the like (step 206). Then, the first timing verification is performed based on the analysis result (step 207).
[0007]
If there is a problem as a result of the first timing verification, the process returns to step 203 to perform placement and wiring. If there is no problem, the delay for each cell is determined based on the power supply voltage drop of each cell in the chip. A value is calculated (step 208). Second timing verification is performed based on the delay value (step 209). If a problem occurs as a result of the second timing verification, the process returns to step 203 to perform placement and wiring. If no problem occurs, the timing verification processing of the semiconductor integrated circuit is terminated.
[0008]
In the above processing, the first timing verification (step 207) eliminates the timing error of the circuit operation not considering the power supply voltage drop, and the second timing verification (step 209) determines the circuit operation timing considering the power supply voltage drop. The error is removed. As described above, by performing the first and second timing verification, the convergence to an appropriate operation timing is improved.
[0009]
For example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 disclose conventional techniques for performing timing verification in consideration of a power supply voltage drop.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-321725
[Patent Document 2]
JP 2000-99554 A
[Patent Document 3]
JP 2000-195960 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the chip size of the semiconductor integrated circuit is small and the power supply voltage drop is relatively small, the power supply voltage drop has a small effect on the circuit operation and delay, so that it becomes a big problem for timing and design in the semiconductor integrated circuit. There wasn't. Therefore, when the power supply voltage drop is relatively small, the method of performing the second timing verification in consideration of the power supply voltage drop at the final stage of the process in which the placement / wiring is determined as in the timing verification process of FIG. The above problem did not occur.
[0012]
However, in recent semiconductor integrated circuits, as the scale and power consumption of the semiconductor integrated circuit increase, the influence on the circuit operation and delay variation due to the power supply voltage drop has become a problem. For this reason, in the method of performing timing verification considering the power supply voltage drop at the final stage as in the above-described conventional technology, it is difficult to change the circuit or change the circuit arrangement to converge at an appropriate timing, In such a case, a timing error may occur.
[0013]
The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to accurately perform timing verification in consideration of a power supply voltage drop in a semiconductor chip, and to reduce the number of steps for developing a semiconductor integrated circuit. A timing verification method, a timing verification device, a program, and a recording medium.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above objective,According to the first aspect of the present invention, the step executed by the timing verification device includes:
The central processing unit included in the timing verification device reads circuit information stored in a storage device and performs floorplanning based on the read circuit information, and the central processing unit is allowed in a semiconductor chip. Setting a maximum value of the power supply voltage drop as a target power supply voltage drop; and calculating the power supply voltage drop for timing verification based on the target power supply voltage drop by the central processing unit; The central processing unit performs first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification, and stores delay information of each cell obtained by the first timing verification in the storage device. And a step of storing, after the central processing unit performs the first timing verification, obtained by an analysis result of a power supply network analysis. A step of comparing the power supply voltage drop amount for each cell with the power supply voltage drop amount for timing verification, and the central processing unit reviewing the delay variation according to the power supply voltage drop amount for cells having different values in the comparison And overwriting the delay information obtained by the review on the delay information of each cell stored in the storage device, and the central processing unit, the delay information of each cell stored in the storage device Performing a second timing verification based on
Also,ClaimItem 5, 7 and 9, the maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip is set as the target power supply voltage drop, and the timing verification is performed based on the target power supply voltage drop. The amount of power supply voltage drop is calculated. Then, the first timing verification is performed in consideration of the power supply voltage drop amount for timing verification. Further, the power supply voltage drop amount obtained by the power supply network analysis is compared with the power supply voltage drop amount for timing verification, and the delay variation is reexamined according to the power supply voltage drop amount for cells having different values, and the second change is made. Timing verification is performed. In this case, by performing timing verification in consideration of the amount of power supply voltage drop from the initial stage, convergence to an appropriate operation timing is improved, and the number of circuit design reversions is reduced. In addition, when performing the second timing verification in the final stage, the delay value is not recalculated when the power supply voltage drop amount obtained by the power supply network analysis matches the power supply voltage drop amount for timing verification. It is possible to reduce the processing load.
[0015]
  Also,According to the second aspect of the present invention, in the step executed by the timing verification device, the central processing unit included in the timing verification device reads the circuit information stored in the storage device, and converts the read circuit information into the read circuit information. A step of performing a floor plan based on the step, the central processing unit calculating a power supply voltage drop amount for timing verification based on a power supply voltage distribution in the semiconductor chip, and the central processing unit Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the power supply voltage drop amount, storing delay information of each cell obtained by the first timing verification in the storage device, and the central processing unit After performing the first timing verification, the amount of power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of power supply network analysis, Comparing the power supply voltage drop amount for verifying the timing, and the central processing unit reviews the delay variation according to the power supply voltage drop amount for the cells having different values in the comparison, and the delay obtained by the review Overwriting the delay information of each cell stored in the storage device with the information, and the central processing unit performs a second timing verification based on the delay information of the cell stored in the storage device Steps.
Also,If you cannot set the target power supply voltage dropItem 6, 8, and 10, the power supply voltage drop amount for timing verification is calculated based on the power supply voltage distribution in the semiconductor chip, and the first timing verification is performed in consideration of the power supply voltage drop amount. Is done. Thereafter, the power supply voltage drop amount obtained by the power supply network analysis is compared with the power supply voltage drop amount for timing verification, and the delay variation is reexamined according to the power supply voltage drop amount for cells having different values, and the second Timing verification is performed. Also in this case, by considering the power supply voltage drop amount for timing verification in the initial stage of timing verification, the convergence to an appropriate operation timing is improved, and the number of circuit design reversions is reduced. In addition, when performing the second timing verification in the final stage, the delay value is not recalculated when the power supply voltage drop amount obtained by the power supply network analysis matches the power supply voltage drop amount for timing verification. It is possible to reduce the processing load.
[0016]
  Claim4According to the invention described in the above, when the power supply network analysis condition and the second timing verification condition are different from each other, the power supply voltage drop amount of each cell obtained by the power supply network analysis is the power supply current under each condition. Correction is performed using the ratio and the ratio of the resistance values. As a result, a delay value matching the second timing verification condition is obtained.
[0017]
  Claim3According to the above-described invention, the power supply voltage drop amount for timing verification is calculated based on the ratio of the cumulative number of cells corresponding to the power supply voltage drop amount in the semiconductor chip. Note that the ratio of the cumulative number of cells according to the amount of power supply voltage drop is the ratio to the total number of cells in the semiconductor chip, and the ratio according to the power supply voltage drop of a predetermined value is that the amount of power supply voltage drop in the cell is the predetermined amount. This is a cumulative rate of the number of cells that are less than the value.That is, according to the third aspect of the present invention, the timing verification is performed based on the ratio of the accumulated number of cells in which the power supply voltage drop amount in the cell is less than a predetermined value to the total number of cells in the semiconductor chip. A power supply voltage drop amount is calculated.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the timing verification device 11.
The timing verification device 11 includes a general CAD (Computer Aided Design) device, and includes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 12, a memory 13, a storage device 14, a display device 15, an input device 16, and a drive device 17. They are connected to each other via a bus 18.
[0020]
The CPU 12 executes a program using the memory 13 and realizes processing necessary for timing verification. The memory 13 stores programs and data necessary for providing a timing verification function. The memory 13 usually includes a cache memory, a system memory, a display memory, and the like (not shown).
[0021]
The display device 15 is used for display of a layout display, a parameter input screen, and the like. Usually, a CRT, LCD, PDP, or the like (not shown) is used for this. The input device 16 is used to input requests, instructions, and parameters from the user. For this, a keyboard and a mouse device (not shown) are used.
[0022]
The storage device 14 usually includes a magnetic disk device, an optical disk device, a magneto-optical disk device, etc. (not shown). The storage device 14 stores program data (hereinafter referred to as a program) for timing verification processing, which will be described later, and various data files (hereinafter referred to as files). In response to an instruction from the input device 16, the CPU 12 appropriately transfers data stored in a program and various files to the memory 13, and sequentially executes it. This storage device 14 is also used as a database.
[0023]
The program executed by the CPU 12 is provided on the recording medium 19. The drive device 17 drives the recording medium 19 and accesses the stored contents. The CPU 12 reads a program from the recording medium 19 via the drive device 17 and installs it in the storage device 14.
[0024]
As the recording medium 19, an arbitrary computer-readable recording medium such as a memory card, a flexible disk, an optical disk (CD-ROM, DVD-ROM,...), A magneto-optical disk (MO, MD,. Can be used. The above-described program can be stored in the recording medium 19 and loaded into the memory 13 for use as necessary.
[0025]
Note that the recording medium 19 includes a medium on which a program uploaded or downloaded via a communication medium is recorded, and a disk device. Furthermore, not only a recording medium that records a program that can be directly executed by a computer, but also a recording medium that records a program that can be executed once installed on another recording medium (such as a hard disk), or an encrypted program In addition, a recording medium on which a compressed program is recorded is also included.
[0026]
Next, an outline of the timing verification process according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 7 show part of a circuit in a semiconductor integrated circuit.
[0027]
First, the CPU 12 of the verification apparatus 11 reads the circuit information of the semiconductor integrated circuit and performs a floor plan for layout design. Thereby, as shown in FIG. 2, each cell 21a-21e is roughly arrange | positioned. Based on this floor plan, a target value for power supply voltage drop (for example, 10% drop) is set.
[0028]
Next, a power supply voltage drop amount used for timing verification is calculated. Here, for example, a power supply voltage drop amount (= target value × 0.5 = 5%) for timing verification is obtained. Then, power supply wiring is performed so as to satisfy the target value (10%) of the power supply voltage drop. Thereby, as shown in FIG. 3, arrangement | positioning and wiring of each cell 21a-21e are performed. After this placement and wiring, power supply network analysis is performed and it is confirmed that there is no current density violation. Next, a delay value considering the power supply voltage drop amount for timing verification (5% drop) is obtained, and the first timing verification is performed based on the delay value.
[0029]
Here, the power supply voltage drop amount of each of the cells 21a to 21e calculated from the result of the power supply network analysis is as shown in FIG. That is, the cell 21a = 2%, the cell 21b = 5%, the cell 21c = 10%, the cell 21d = 8%, and the cell 21e = 5%.
[0030]
Then, as shown in FIGS. 3 and 5, the delay values are recalculated for the cells 21a, 21c, and 21d in which the power supply voltage drop amount for timing verification and the power supply voltage drop amount based on the result of the power supply network analysis do not coincide with each other. After that, the second timing verification is performed.
[0031]
When a timing error occurs in the second timing verification, for example, a cell (buffer) 21f is inserted as shown in FIG. The power supply voltage drop amount in the cell 21f is 5% by using the power supply drop amount for timing verification. Then, the power supply network analysis is performed again. Based on the result, the power supply voltage drop amount of the cell 21f is reviewed as shown in FIG. Thereafter, the second timing verification corresponding to the power supply voltage drop amount is performed, and the timing error is eliminated, and the verification process is terminated.
[0032]
Next, timing verification processing executed by the CPU 12 of the timing verification device 11 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
First, the CPU 12 reads circuit information and a net list of the semiconductor integrated circuit from a predetermined file stored in the storage device 14 (step 101). The circuit information includes information such as operating conditions related to signal transmission from the input terminal to the output terminal, power supply voltage, required power consumption, temperature conditions, and the like. Then, the CPU 12 performs a floor plan based on the information, and roughly arranges circuit blocks in the semiconductor integrated circuit (step 102). In this floor plan, approximate values of the thickness and wiring density of the power supply wiring are set, and circuit blocks are roughly arranged to satisfy them.
[0033]
Next, the CPU 12 sets the maximum value of the power supply voltage drop allowed by the semiconductor chip (power supply voltage tolerance) for the target operation such as the operation speed of the circuit, and estimates it as the target value of the power supply voltage drop. (Step 103). The power supply voltage allowable value is set as a value corresponding to the target operation limit of the semiconductor integrated circuit.
[0034]
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the power supply voltage drop and the delay variation coefficient. When the power supply voltage drop is “0”, the delay variation coefficient is “1”, and the delay variation coefficient increases as the drop amount increases. Table data indicating this relationship is stored in the storage device 14. Then, the CPU 12 obtains the power supply voltage drop amount corresponding to the delay variation coefficient K1 at the limit of the target operation in the semiconductor integrated circuit as the target value Vp1.
[0035]
Then, the CPU 12 determines whether or not the condition of the power supply wiring set in the floor plan in step 102 of FIG. 8 satisfies the target value Vp1 of the power supply voltage drop (step 104). Placement and wiring are performed for each cell (instance) (step 105). If the target value cannot be achieved, the process returns to step 102 and the floor plan is performed again to review the wiring layer conditions and the like.
[0036]
The power supply wiring in the semiconductor chip is formed in a mesh shape or the like, but in step 105 for placing and wiring, the interval and number of each power supply wiring mesh, the thickness of the wiring, etc. so as to achieve the target value of the power supply voltage drop. Is set.
[0037]
After the placement / wiring, the CPU 12 estimates a rough delay value based on the wiring length and the wiring capacity determined by the placement / wiring, and performs timing adjustment / verification using the delay value. Implement (step 106). In this timing adjustment / verification, the power supply voltage drop amount (eg, 5%) used for timing verification is calculated based on the target value (eg, 10%) of the power supply voltage drop, and the power supply voltage drop amount is used to vary the delay value. It will be implemented in a form that reflects the quantity. This timing adjustment / verification is simply performed at an early stage, and the power supply voltage drop used for the timing verification is a uniform value for all cells.
[0038]
Specifically, the operating condition range of the semiconductor integrated circuit is, for example, a power supply voltage of 1.8 V ± 0.15 V, a temperature of −40 ° C. to 125 ° C., a process best to a process worst, and a voltage drop amount for timing verification of 0. 1V. Here, the process best to the process worst indicate a range of transistor manufacturing variations, wiring resistance values, and capacitance values between wirings due to the process. In this case, for example, under the worst condition, the timing verification of the entire chip is performed at 1.55 V, the temperature of 125 ° C., and the process worst. In the timing verification, the delay value (= Typ × Kv × Kt × Kp) is obtained by multiplying the typical value Typ of the delay value by the voltage coefficient Kv, the temperature coefficient Kt, and the process coefficient Kp in each condition. .
[0039]
If a problem (timing error) occurs as a result of the timing adjustment / verification in step 106, the CPU 12 returns to step 105 and performs placement / wiring again. That is, if the expected operation or delay value is not obtained as a result of the timing adjustment / verification, the cell or the circuit itself is reviewed.
[0040]
If no problem has occurred, the CPU 12 extracts the parasitic capacitance of the circuit (step 107). Here, parasitic capacitance extraction is performed for each wiring in the circuit in consideration of a combination of adjacent layers, a combination of upper and lower layers, and the like.
[0041]
Thereafter, the CPU 12 performs power supply network analysis based on the net list acquired in step 101, the extraction result in step 107, and the like (step 108). In this power supply network analysis, a known matrix operation is used for the power supply network of the entire circuit (entire chip) to calculate the current density of the power supply wiring between the cells and blocks, the power supply voltage drop amount, and the like.
[0042]
Then, the CPU 12 confirms that there is no violation of the current density of each wiring in the power supply network analysis, and performs the first timing verification (step 109). In the first timing verification, a voltage drop amount for timing verification (for example, 5%) that is a uniform value is used for each cell, and delay variation according to the voltage drop amount is reflected. Further, the delay information (data relating to the delay value) of each cell obtained here is temporarily stored in the storage device 14.
[0043]
When a problem (timing error) occurs in the first timing verification, the CPU 12 returns to step 105 and performs placement and wiring again. On the other hand, when there is no problem in the first timing verification, the CPU 12 calculates a delay variation considering the power supply voltage drop of each cell (step 110).
[0044]
FIG. 10 shows a specific example of the delay variation calculation process.
That is, the CPU 12 compares the power supply voltage drop amount in each cell obtained from the result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop amount for timing verification (step 110a). The delay value is recalculated (step 110b). The result of this recalculation is overwritten on the delay information stored in the storage device 14 in the first timing verification (step 109). On the other hand, the delay information of the storage device 14 stored in step 109 is maintained for the cells having a small difference in the power supply voltage drop. Thereby, the delay information of the storage device 14 becomes a value in which the power supply voltage drop amount of each cell is taken into consideration.
[0045]
In step 110a, when the difference in power supply voltage drop amount is outside the preset allowable range, the CPU 12 considers that the difference is large and executes the process in step 110b. If it is within the allowable range, the difference is considered to be small and the process of step 110b is bypassed. Further, data relating to the allowable range used in this determination is prepared for each cell and set in the storage device 14.
[0046]
Thereafter, as shown in FIG. 8, the CPU 12 performs the second timing verification based on the delay information of each cell (step 111). If a problem (timing error) occurs in the second timing verification, the CPU 12 returns to step 105 and performs placement and wiring again. On the other hand, if no problem has occurred, the CPU 12 ends this process.
[0047]
Next, a specific example in the case where the power supply voltage drop amount corresponding to the second timing verification condition is reflected in the delay value will be described.
In the power supply network analysis in step 108, since the current density is normally checked under the condition that the power consumption is maximized, the condition may be different from the condition required for the second timing verification. In this case, since the power supply voltage drop amount is determined by the current amount I and the resistance R, the power supply voltage drop amount obtained by the power supply network analysis is corrected according to the timing verification conditions.
[0048]
Specifically, for example, conditions for maximizing power consumption are power supply voltage: maximum, process: best, and temperature: maximum. In contrast, the worst condition in timing verification (timing worst condition) is power supply voltage: minimum, process: worst, temperature: maximum, and the best condition in timing verification (timing best condition) is power supply voltage: maximum, Process: Best, Temperature: Minimum.
[0049]
Therefore, when the power supply voltage drop amount under the timing worst condition is calculated from the condition that the power consumption is maximized, the power supply voltage condition and the process condition are different. Further, when the power supply voltage drop amount under the timing best condition is calculated, the correction is made using the ratio of the consumption current and the ratio of the temperature dependence coefficient of the resistance.
[0050]
Here, it is assumed that the power supply voltage drop when the power consumption is maximum is Vdp_P, the power supply voltage drop under the timing worst condition is Vdp_TW, and the power supply voltage drop under the timing best condition is Vdp_TB. The current amount when the power consumption is maximum is Ip, the current amount under the timing worst condition is Itw, and the current amount under the timing best condition is Itb. Further, the maximum value of the temperature dependency coefficient of resistance in the wiring (specifically, the resistance value when the temperature is maximum) is Rmax, and the minimum value of the temperature dependency coefficient of resistance (specifically, the temperature is minimum). Resistance value in this case) is Rmin.
[0051]
In this case, the power supply voltage drop amounts Vdp_TW and Vdp_TB under the timing worst condition and the timing best condition can be obtained by the following equations.
Vdp_TW = Vdp_P × (Itw / Ip)
Vdp_TB = Vdp_P × (Itb / Ip) × (Rmin / Rmax)
Based on the power supply voltage drop amounts Vdp_TW and Vdp_TB obtained in this way, a delay value under each condition is calculated, and the delay value is taken into consideration when the second timing verification is performed.
[0052]
As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip is set as the target power supply voltage drop, and the power supply voltage drop for timing verification is calculated based on the target power supply voltage drop. The amount of power supply voltage drop for timing verification is a uniform value for all cells, and the first timing verification is performed using the amount of power supply voltage drop. Further, when the power supply voltage drop amount of each cell obtained from the result of the power supply network analysis is different from the power supply voltage drop amount for timing verification, the second timing verification is performed after the delay value is reviewed for the cell. Is called. In this case, by performing timing verification in consideration of the amount of power supply voltage drop from the initial stage, convergence to an appropriate timing can be improved, and the number of times of design return can be reduced. In addition, when performing the second timing verification in the final stage, the delay value is not recalculated when the power supply voltage drop amount obtained by the power supply network analysis matches the power supply voltage drop amount for timing verification. The processing load on the CPU 12 can be reduced. Also, the capacity of the memory 13 in the timing verification device 11 can be reduced.
[0053]
As described above, since the timing verification in consideration of the power supply voltage drop in the semiconductor chip is accurately performed, the reliability of the semiconductor integrated circuit can be improved and the development man-hour of the semiconductor integrated circuit can be reduced. .
[0054]
(2) By correcting the power supply voltage drop amount of each cell obtained by the power supply network analysis by using the ratio of the power supply current and the ratio of the resistance value, the delay value in accordance with the second timing verification condition can be obtained. Can be sought.
[0055]
(3) In the present embodiment, the placement / wiring process is performed so as to satisfy the target power supply voltage drop amount, so that the convergence to an appropriate operation timing can be further improved.
[0056]
(4) An allowable range is provided to determine the magnitude of the difference in power supply voltage drop. By appropriately setting this allowable range, it is possible to suppress the number of cells (number of instances) that require recalculation of the delay value.
[0057]
(Second Embodiment)
A second embodiment embodying the present invention will be described below.
FIG. 11 is a flowchart illustrating the timing verification process according to the second embodiment. The present embodiment is a specific example of the timing verification process when the target value of the power supply voltage drop amount in the semiconductor chip cannot be set.
[0058]
In the first embodiment, the step 103 for estimating the target value of the power supply voltage drop amount and the step 104 for determining whether or not the target value is satisfied are executed. In the process, step 113 is executed instead of step 103 and step 104. In the other steps (101, 102, 105 to 111), processing equivalent to that in the first embodiment is executed.
[0059]
Specifically, in step 113, the CPU 12 performs a simple power supply network analysis based on circuit information such as the target power consumption of the semiconductor chip, the number of used wiring layers, the number of power supply terminals, and the like to obtain an approximate power supply voltage drop. Calculate the amount. Then, the CPU 12 calculates the power supply voltage drop amount for timing verification from the calculated estimated value of the power supply voltage drop in consideration of the power supply voltage drop distribution of the entire chip.
[0060]
This power supply voltage drop amount for timing verification is used in timing verification (steps 106 and 109) that is carried out preventively in the initial stage, and is reviewed when performing final timing verification (step 111). For example, the maximum value or the minimum value in the semiconductor chip can be selected. In addition, the power supply voltage drop amount for timing verification can be selectively used according to the purpose of timing verification.
[0061]
However, in order to reduce the number of times of returning to step 105 for performing placement and wiring and to improve the convergence of the operation timing, it is important to appropriately determine the power supply voltage drop amount for timing verification.
[0062]
Therefore, in this embodiment, the power supply voltage drop amount for timing verification is determined in consideration of the power supply voltage drop distribution of the entire chip.
FIG. 12A is a schematic configuration diagram of the semiconductor chip 22, and FIG. 12B is an explanatory diagram showing distribution of power supply voltage in the chip 22.
[0063]
As shown in FIG. 12A, an I / O portion 24 is provided around the core portion 23 in the semiconductor chip 22, and a plurality of pads 25 for supplying the power supply voltage Vdd are formed outside thereof. . As shown in FIG. 12B, the power supply voltage drop amount in the chip 22 gradually increases from the core peripheral portions P1 and P2 toward the core central portion P0. That is, the power supply voltage drop amount in the chip 22 is the maximum value Vdpmax at the core center portion P0 and the minimum value Vdpmin at the core peripheral portions P1 and P2. Note that the distribution of the power supply voltage drop in the semiconductor chip 22 may be uneven depending on the position of the circuit block formed in the core portion 23 or the like.
[0064]
FIG. 13 shows the relationship between the power supply voltage drop amount in the semiconductor chip 22 and the ratio of the target area corresponding to the voltage drop amount. Here, the ratio of the target area indicates the ratio (the ratio of the cumulative number of cells) of accumulating areas that are less than the predetermined value with respect to the power supply voltage drop amount of the predetermined value. In FIG. 13, the target area increases as the power supply voltage drop increases, and when the power supply voltage drop reaches the maximum value Vdpmax, the corresponding target areas are all areas (100%). Specifically, for example, when performing timing verification so as to cover 60% of the number of cells (number of instances) with respect to the total number of cells (all areas) in the semiconductor chip 22, the power supply voltage drop amount for timing verification is Is set to ½ of the maximum value Vdpmax.
[0065]
FIG. 14 is a flowchart illustrating a calculation process of the power supply voltage drop amount for timing verification.
As shown in FIG. 14, the CPU 12 estimates a power supply voltage drop by performing a simple power supply network analysis (step 113a). Thereafter, the CPU 12 determines the distribution of the power supply voltage drop amount in the chip (step 113b) and determines the ratio to the total number of cells (instances) (step 113c). Then, the CPU 12 obtains the power supply voltage drop amount corresponding to the ratio from the relationship shown in FIG. 13 as the voltage drop amount for timing verification (temporary power supply voltage drop amount) (step 113d).
[0066]
Then, in consideration of the voltage drop amount for timing verification, the placement / wiring process (step 105) to the delay fluctuation calculation process (step 110) are executed.
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the power supply voltage drop amount for timing verification is considered in the initial stage. As a result, convergence to an appropriate operation timing can be improved, and the number of circuit design returns can be reduced.
[0067]
Further, since the power supply voltage drop amount for timing verification is calculated based on the ratio of the cumulative number of cells according to the power supply voltage drop amount in the semiconductor chip, the convergence of the operation timing can be further improved.
[0068]
The above embodiment can be modified as follows.
In step 110a in FIG. 10, when the difference in the power supply voltage drop amount is outside the allowable range (when the difference is large), the delay variation according to the power supply voltage drop amount is reviewed, but the present invention is not limited to this. It is not something. Only when the difference of the power supply voltage drop amount is small or large with respect to the predetermined value, the delay variation according to the power supply voltage drop amount of the cell may be reviewed. That is, the delay variation calculation process (step 110) in consideration of the power supply voltage drop can be changed as appropriate according to the application of the semiconductor integrated circuit.
[0069]
Further, the data related to the allowable range used in the determination in step 110a is stored in advance in the storage device 14, but may be set by input data based on the operation of the input device 16.
[0070]
In the first embodiment, as in the second embodiment, the power supply voltage drop amount for timing verification may be calculated in consideration of the power supply voltage distribution of the entire chip. In this way, the power supply voltage drop amount for timing verification can be set appropriately, and the convergence of the operation timing can be improved.
[0071]
As a method of calculating the power supply voltage drop amount for timing verification, for example, an average value of the minimum value and the maximum value is used in addition to the method of calculating the power supply voltage distribution of the entire chip as in the above embodiment. The average value may be obtained as the power supply voltage drop amount for timing verification.
[0072]
The various embodiments described above can be summarized as follows.
(Appendix 1) A timing verification method for verifying operation timing in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
The maximum power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip is set as the target power supply voltage drop, and the power supply voltage drop for timing verification is calculated based on the target power supply voltage drop. After performing the first timing verification considering the delay variation corresponding to the amount, the power supply voltage drop amount for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis is compared with the power supply voltage drop amount for the timing verification, A timing verification method comprising: performing second timing verification by reviewing delay variation according to a power supply voltage drop amount for cells having different values.
(Appendix 2) A timing verification method for verifying operation timing in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Based on the distribution of the power supply voltage in the semiconductor chip, the power supply voltage drop amount for timing verification is calculated, and after performing the first timing verification considering the delay variation corresponding to the power supply voltage drop amount, the analysis of the power supply network analysis The power supply voltage drop amount for each cell obtained as a result is compared with the power supply voltage drop amount for timing verification, and the second timing verification is performed by reviewing the delay variation according to the power supply voltage drop amount for cells having different values. The timing verification method characterized by performing.
(Supplementary Note 3) When the condition in the power network analysis and the condition in the second timing verification are different, the power supply voltage drop amount for each cell obtained in the power network analysis is calculated by comparing the power supply current ratio in each condition. The timing verification method according to appendix 1 or 2, wherein a delay value in accordance with the second timing verification condition is obtained by performing correction using the ratio of the resistance value and the resistance value.
(Supplementary note 4) Any one of Supplementary notes 1 to 3, wherein the power supply voltage drop amount for timing verification is calculated based on a ratio of the cumulative number of cells according to the power supply voltage drop amount in the semiconductor chip. The timing verification method according to the above.
(Supplementary note 5) The timing verification method according to supplementary note 1, wherein the placement / wiring process is performed to determine the density of the power supply wiring and the thickness of the wiring so as to satisfy the target power supply voltage drop amount.
(Supplementary note 6) The timing verification method according to supplementary note 2, wherein the arrangement / wiring process is performed to determine the density of the power supply wiring and the thickness of the wiring in consideration of the power supply voltage drop amount for the timing verification.
(Supplementary note 7) The power supply voltage drop amount for timing verification is a uniform value for all cells, and the first timing verification is performed using the uniform value. The timing verification method described.
(Supplementary note 8) A timing verification device for verifying operation timing in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Means for setting the maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip as a target power supply voltage drop and calculating the power supply voltage drop for timing verification based on the target power supply voltage drop;
Means for performing first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. Means for performing second timing verification
A timing verification apparatus comprising:
(Supplementary note 9) A timing verification device for verifying operation timing in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Means for calculating a power supply voltage drop amount for timing verification based on a power supply voltage distribution in the semiconductor chip;
Means for performing first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. Means for performing second timing verification
A timing verification apparatus comprising:
(Appendix 10) A program for performing timing verification in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Setting a maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip as a target power supply voltage drop, and calculating a power supply voltage drop for timing verification based on the target power supply voltage drop;
Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. Performing the second timing verification
The program characterized by including.
(Appendix 11) A program for performing timing verification in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Calculating a power supply voltage drop amount for timing verification based on a power supply voltage distribution in the semiconductor chip;
Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. Performing the second timing verification
The program characterized by including.
(Supplementary note 12) A computer-readable recording medium storing a program for performing timing verification in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
The program is
Setting a maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip as a target power supply voltage drop, and calculating a power supply voltage drop for timing verification based on the target power supply voltage drop;
Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. Performing the second timing verification
A recording medium comprising:
(Supplementary note 13) A computer-readable recording medium storing a program for performing timing verification in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
The program is
Calculating a power supply voltage drop amount for timing verification based on a power supply voltage distribution in the semiconductor chip;
Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. Performing the second timing verification
A recording medium comprising:
[0073]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to accurately perform timing verification in consideration of a power supply voltage drop in a semiconductor chip, and to reduce the number of steps for developing a semiconductor integrated circuit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a timing verification device.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of timing verification processing;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of timing verification processing;
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of timing verification processing;
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an outline of timing verification processing;
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an outline of timing verification processing;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an outline of timing verification processing;
FIG. 8 is a flowchart showing timing verification processing according to the first embodiment;
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a power supply voltage drop amount and a delay variation coefficient;
FIG. 10 is a flowchart illustrating a delay variation calculation process.
FIG. 11 is a flowchart illustrating timing verification processing according to the second embodiment.
12A is a schematic configuration diagram of a semiconductor chip, and FIG. 12B is an explanatory diagram showing a distribution of power supply voltage in the chip.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a relationship between a power supply voltage drop amount and a ratio of a target area according to the power supply voltage drop amount;
FIG. 14 is a flowchart showing a calculation process of a power supply voltage drop amount.
FIG. 15 is a flowchart showing a conventional timing verification process;
[Explanation of symbols]
11 Timing verification device
19 Recording media
21a-21f cell
22 semiconductor chips

Claims (10)

半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮して動作タイミングの検証を行うタイミング検証装置のタイミング検証方法であって、
前記タイミング検証装置が実行するステップは、
前記タイミング検証装置の備える中央処理装置が、記憶装置に格納されている回路情報を読み出し、その読み出した回路情報に基づいてフロアプランを行うステップと、
前記中央処理装置が、半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定するステップと
前記中央処理装置が、前記目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと
前記中央処理装置が、前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行っその第1タイミング検証により得られた各セルの遅延情報を前記記憶装置に格納するステップと、
前記中央処理装置が、前記第1タイミング検証を行った後、電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量と、前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較するステップと
前記中央処理装置が、前記比較で値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをし、その見直しにより得られた遅延情報を前記記憶装置に格納された前記各セルの遅延情報に上書きするステップと、
前記中央処理装置が、前記記憶装置に格納された前記各セルの遅延情報に基づいて、第2タイミング検証を行うステップと、
を含むことを特徴とするタイミング検証方法。
A timing verification method of a timing verification apparatus that performs operation timing verification in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
The steps performed by the timing verification device include:
The central processing unit provided in the timing verification device reads circuit information stored in a storage device, and performs a floor plan based on the read circuit information;
The central processing unit sets a maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip as a target power supply voltage drop;
The central processing unit calculates a power supply voltage drop amount for timing verification based on the target power supply voltage drop amount;
Said central processing unit, performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the power supply voltage drop amount for the timing verification, the delay information of each cell obtained by the first timing verification in the storage device Storing, and
Said central processing unit, after the first timing verification, comparing the power supply voltage drop amount of each cell obtained by the analysis result of the power supply network analysis, and a power supply voltage drop amount for the timing verification ,
The central processing unit reviews delay variation according to the amount of power supply voltage drop for cells having different values in the comparison, and delay information obtained by the review is stored in the storage device as delay information of each cell. Step overwriting
The central processing unit performs a second timing verification based on delay information of each cell stored in the storage device ;
Timing verification method, which comprises a.
半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮して動作タイミングの検証を行うタイミング検証装置のタイミング検証方法であって、
前記タイミング検証装置が実行するステップは、
前記タイミング検証装置の備える中央処理装置が、記憶装置に格納されている回路情報を読み出し、その読み出した回路情報に基づいてフロアプランを行うステップと、
前記中央処理装置が、半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと
前記中央処理装置が、前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行って、その第1タイミング検証により得られた各セルの遅延情報を前記記憶装置に格納するステップと、
前記中央処理装置が、前記第1タイミング検証を行った後、電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量と、前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較するステップと
前記中央処理装置が、前記比較で値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをし、その見直しにより得られた遅延情報を前記記憶装置に格納された前記各セルの遅延情報に上書きするステップと、
前記中央処理装置が、前記記憶装置に格納された前記各セルの遅延情報に基づいて、第2タイミング検証を行うステップと、
を含むことを特徴とするタイミング検証方法。
A timing verification method of a timing verification apparatus that performs operation timing verification in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
The steps performed by the timing verification device include:
The central processing unit provided in the timing verification device reads circuit information stored in a storage device, and performs a floor plan based on the read circuit information;
The central processing unit calculates a power supply voltage drop amount for timing verification based on a power supply voltage distribution in a semiconductor chip;
The central processing unit performs first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification, and stores delay information of each cell obtained by the first timing verification in the storage device. Storing, and
Said central processing unit, after the first timing verification, comparing the power supply voltage drop amount of each cell obtained by the analysis result of the power supply network analysis, and a power supply voltage drop amount for the timing verification ,
The central processing unit reviews delay variation according to the amount of power supply voltage drop for cells having different values in the comparison, and delay information obtained by the review is stored in the storage device as delay information of each cell. Step overwriting
The central processing unit performs a second timing verification based on delay information of each cell stored in the storage device ;
Timing verification method, which comprises a.
前記中央処理装置が、セルにおける電源電圧降下量が所定値未満となるセルの数を累積したセル累積数の半導体チップにおける全セル数に対する割合に基づいて、前記タイミング検証用の電源電圧降下量を算出するようにしたことを特徴とする請求項2に記載のタイミング検証方法。  The central processing unit calculates the power supply voltage drop amount for timing verification based on the ratio of the cumulative number of cells in which the power supply voltage drop amount in the cells is less than a predetermined value to the total number of cells in the semiconductor chip. The timing verification method according to claim 2, wherein the timing verification method is calculated. 前記中央処理装置が、前記電源網解析における条件と、前記第2タイミング検証における条件とが異なる場合、前記電源網解析にて得られたセル毎の電源電圧降下量を、各条件での電源電流の比と抵抗値の比とを用いて補正することにより、前記第2タイミング検証の条件に合わせた遅延値を求めるようにしたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のタイミング検証方法。  When the condition in the power supply network analysis is different from the condition in the second timing verification in the central processing unit, the power supply voltage drop amount for each cell obtained in the power supply network analysis is calculated as the power supply current in each condition. 4. The delay value according to the second timing verification condition is obtained by performing correction using the ratio of the first and the resistance values, and the correction value is used. 5. Timing verification method. 半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮して動作タイミングの検証を行うタイミング検証装置であって、
半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定し、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出する手段と、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行う手段と、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行う手段と
を備えることを特徴とするタイミング検証装置。
A timing verification device for verifying operation timing in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Means for setting the maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip as a target power supply voltage drop and calculating the power supply voltage drop for timing verification based on the target power supply voltage drop;
Means for performing first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. And a means for performing second timing verification.
半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮して動作タイミングの検証を行うタイミング検証装置であって、
半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出する手段と、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行う手段と、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行う手段と
を備えることを特徴とするタイミング検証装置。
A timing verification device for verifying operation timing in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Means for calculating a power supply voltage drop amount for timing verification based on a power supply voltage distribution in the semiconductor chip;
Means for performing first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. And a means for performing second timing verification.
半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮したタイミング検証をタイミング検証装置に実行させるためのプログラムであって、
半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定し、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行うステップと、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うステップと
前記タイミング検証装置に実行させるためのプログラム。
A program for causing a timing verification device to execute timing verification in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Setting a maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip as a target power supply voltage drop, and calculating a power supply voltage drop for timing verification based on the target power supply voltage drop;
Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. And performing a second timing verification ;
A program for causing the timing verification device to execute the above .
半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮したタイミング検証をタイミング検証装置に実行させるためのプログラムであって、
半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行うステップと、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うステップと
前記タイミング検証装置に実行させるためのプログラム。
A program for causing a timing verification device to execute timing verification in consideration of a voltage drop of a power supply wiring in a semiconductor integrated circuit,
Calculating a power supply voltage drop amount for timing verification based on a power supply voltage distribution in the semiconductor chip;
Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. And performing a second timing verification ;
A program for causing the timing verification device to execute the above .
半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮したタイミング検証をコンピュータに実行させるためのプログラムであって
半導体チップにおいて許容される電源電圧降下量の最大値を目標の電源電圧降下量として設定し、該目標の電源電圧降下量に基づいてタイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行うステップと、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うステップと
前記コンピュータに実行させるための前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
A program for executing the timing verification considering the voltage drop of the power supply wiring in a semiconductor integrated circuit in a computer,
Setting a maximum value of the power supply voltage drop allowed in the semiconductor chip as a target power supply voltage drop, and calculating a power supply voltage drop for timing verification based on the target power supply voltage drop;
Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
Compare the power supply voltage drop for each cell obtained from the analysis result of the power supply network analysis with the power supply voltage drop for the timing verification, and review the delay variation according to the power supply voltage drop for cells with different values. And performing a second timing verification ;
A computer-readable recording medium on which the program for causing the computer to execute is recorded .
半導体集積回路における電源配線の電圧降下を考慮したタイミング検証をコンピュータに実行させるためのプログラムであって
半導体チップにおける電源電圧の分布に基づいて、タイミング検証用の電源電圧降下量を算出するステップと、
前記タイミング検証用の電源電圧降下量に対応する遅延変動を考慮した第1タイミング検証を行うステップと、
電源網解析の解析結果により得られたセル毎の電源電圧降下量を前記タイミング検証用の電源電圧降下量と比較し、その値が異なるセルについて電源電圧降下量に応じた遅延変動の見直しをして第2タイミング検証を行うステップと
前記コンピュータに実行させるための前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
A program for executing the timing verification considering the voltage drop of the power supply wiring in a semiconductor integrated circuit in a computer,
Calculating a power supply voltage drop amount for timing verification based on a power supply voltage distribution in the semiconductor chip;
Performing a first timing verification considering delay variation corresponding to the amount of power supply voltage drop for timing verification;
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A computer-readable recording medium on which the program for causing the computer to execute is recorded .
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