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JP4779908B2 - 回路設計支援システム、回路設計支援方法及びプログラム - Google Patents
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JP4779908B2 - 回路設計支援システム、回路設計支援方法及びプログラム - Google Patents

回路設計支援システム、回路設計支援方法及びプログラム Download PDF

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本発明は、回路設計支援システム、回路設計支援方法及びプログラムに関し、特に、動作合成によって生成された回路を解析し、遅延不具合に関する修正箇所を表示する機能を有する回路設計支援システム、回路設計支援方法及びプログラムに関する。
回路設計においては、仕様によって与えられる遅延制約、面積制約、消費電力制約など様々な制約(合成制約)を満たしながら回路の性能を最大化するよう設計することが重要である。このような観点から回路設計を支援する従来の回路設計支援システムの一例が、非特許文献1、特許文献1に記載されている。従来の回路設計支援システムは、入力となる動作レベル記述(Behavioral Lebel Description)、中間記述及び出力となるレジスタ転送レベル記述(Register Transfer Level Description;以下、単に「RTL記述」ともいう)を記憶する記憶装置と、動作合成手段を含むデータ処理装置と、入力装置と、動作レベル記述表示部やRTL記述表示部などの出力装置から構成されている。
ここで中間記述とは、上記動作合成手段が、対象となる処理のアルゴリズムを直接的に動作レベルで記述した動作レベル記述から、抽象度をもったハードウェア記述であるRTL記述を生成する処理の途中において生成する合成対象回路の仕様を表現した記述をいう。
このような構成を有する従来の回路設計支援システムにおける回路設計は次のように行われる。
回路設計者は所望の回路の動作を動作レベル記述にて記述し、記憶部に転送しておく。この動作レベル記述としては、例えば、プログラム言語の一つ、C言語で記述された動作レベル記述が挙げられる(図3参照)。次に、記憶された動作レベル記述に対し、動作合成手段を操作し動作合成処理(高位合成、機能合成ともいう)を実施する。動作合成処理は、スケジューリング工程、バインディング工程、最適化工程等からなる。
スケジューリング工程においては、動作時間の決められていない動作レベル記述の各処理に対して動作時間が決定される。バインディング工程においては動作レベル記述の各処理に対するハードウェアリソースが決定される。最適化工程は、動作合成の各段階において実施され、ループ最適化などの言語レベル最適化や、後工程としての論理最適化などが含まれる。これら動作合成処理各工程において、動作合成手段は中間記述を生成する。すべての工程が終了すると、図5に示すようなRTL記述を生成する。得られたRTL記述は、下流の設計工程に流され回路として実現される。
上記RTL記述で記述された回路に、遅延制約違反、面積制約違反、消費電力制約違反等が存在する場合、実現された回路は所望の動作をしないか、又は、要求仕様を満たすことができず製品としての価値をもたない。そこで、中間記述及びRTL記述が生成された後、性能解析を実施し、生成された中間記述及びRTL記述に問題がないこと、具体的には、最大遅延、使用面積、消費電力等の回路性能を、解析手段を用いて解析することが行われている。
例えば、特許文献2には、RTL記述を入力として回路面積、遅延、消費電力を解析する電気回路特性解析装置及び方法が示されている。上記解析の結果、回路が動作するために必要とされる条件を満たせなかった場合、回路設計者は、同装置との対話的処理を通じて、解析対象となるRTL記述又は中間記述の中で性能を満たせない要因となる場所を発見する。そして、回路設計者が、動作レベル記述とRTL記述との対応を表した対応表により、上記性能を満たせない要因となる場所を生じる原因となる動作レベル記述中の箇所又は動作合成の操作を特定・修正し、再度、動作合成を実施することにより、設計手戻りの際の時間的ロスを低減できるとされている。
また例えば、特許文献3には、上記不具合解析の対象となる指標(特許文献2の特性値)のなかで、遅延に関する解析結果を示す遅延レポートの表示機能を備えた回路設計支援システムが記載されている。
図25は、特許文献3に記載のシステムと同等の回路設計支援システムの構成を表した図である。同図を参照すると、この回路設計支援システムは、動作レベル記述、中間記述、RTL記述を記憶する各記憶部121〜123、動作合成手段111、動作レベル記述やRTL記述等の各表示部101、102に加え、遅延経路情報表示部103、遅延経路情報入力部105、遅延経路情報解析手段112、対応関係記憶部124、遅延経路情報記憶部125等を備えた構成になっている。
上記特許文献3相当の回路設計支援システムにおいて、遅延解析の結果の表示は次のように行われる。動作合成によって生成されたRTL記述を遅延解析した結果は、遅延経路情報入力部105より入力され、遅延経路情報記憶部125に格納される。同時に遅延経路情報は遅延経路情報表示部103に表示される。遅延経路情報表示部103において、設計者乃至オペレータが遅延経路を任意に一本選択すると、選択された遅延経路に関する情報を元に、動作レベル記述表示部101に遅延経路に関する記述部位が区別表示され、また、RTL記述表示部102に遅延経路に関する記述部位が区別表示される。設計者乃至オペレータは、これらの区別表示された情報を元に、より遅延が少なくなるよう動作レベル記述の記述を変更し、再度動作合成を実行してRTL記述を生成し、遅延解析を行う。この一連の操作を続けることで、遅延に関する不具合のない回路を生成することができる。
特開平6−60143号公報 特開平10−187783号公報 特開2005−242812号公報 High‐Level Synthesis :Daniel Gajsky, Nikil Dutt, Allen Wu, Steve Lin : Kluwer Academic Publishers,1992
しかしながら、上記従来の回路設計支援システムの遅延経路解析機能は、上記対応箇所の区別表示を行う際に選択できる経路の数が一本に限られてしまっているという問題点がある。
例えば、回路設計者が、遅延経路情報を参照し最も遅延の度合いが大きい経路を一本だけ選択し、該当経路に関連する動作レベル記述、及びRTL記述を区別表示させ、記述改善対象とする場合を考える。ここで、回路設計者は、最も遅延の度合いが大きい経路のみに対して注力して遅延値を改善しようと動作レベル記述や動作合成の方法を変更すると、該当経路の遅延値は改善されるが、副作用として、遅延不具合の度合いが大きくなかった経路の遅延が悪化するということが発生しうる。極端な場合には、動作合成、遅延解析、動作レベル記述改善の一連の作業がまったく収束しないことも考えられる。
また、上記従来の回路設計支援システムにおいて、遅延経路を複数選択できるようにすることも考えられるが、当該複数の経路に関連する動作レベル記述及びRTL記述が、関連しない部位に対してすべて同じように区別表示されてしまうこととなる。そうすると、選択された遅延経路が多ければ多いほど、長ければ長いほど、区別表示される記述部位が多くなり、結果的に、改善すべき記述部位を特定するのが難しくなるという別の問題点が生じてしまう。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、遅延不具合を持つ複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所について、その対応箇所の修正や動作合成方法の変更の有効性に関する情報を提供できる回路設計支援システム、回路設計支援方法及びプログラムを提供することにある。
本発明の第1の視点によれば、回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力する回路設計支援システムであって、ユーザから複数の経路の選択を受け付ける手段と、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更の影響度を算出する手段と、前記算出した影響度を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と対応付けて表示する手段と、を備えたこと、を特徴とする回路設計支援システムが提供される。
本発明の第2の視点によれば、回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムにおける回路設計支援方法であって、前記回路設計支援システムが、前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付けるステップと、前記回路設計支援システムが、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更の影響度を算出するステップと、前記回路設計支援システムが、前記算出した影響度を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と対応付けて表示するステップと、を含むこと、を特徴とする回路設計支援方法が提供される。
本発明の第3の視点によれば、回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムに実行させるプログラムであって、前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付ける処理と、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更の影響度を算出する処理と、前記算出した影響度を、前記動作レベル記述(あるいは、RTL記述)中の前記対応箇所と対応付けて表示する処理と、を前記回路設計支援システムに実行させるプログラムが提供される。なお、上記した第1〜第3の視点における影響度としては、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数、または、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数のいずれかを用いることができる。
本発明によれば、回路に遅延に関する不具合がある場合に、動作レベル記述の改善や動作合成方法の変更等の不具合対策を講ずべき部位(不具合対策が最も有効な部位)の判断が容易化される。その理由は、動作レベル記述の対応箇所と対応付けて、各記述の改善や動作合成方法の変更を実施した場合の影響度を示す情報を表示するよう構成したことにある。
また、本発明によれば、回路に遅延に関する不具合が生じる可能性が低減され、ひいては、回路の設計期間を短縮することが可能となる。
続いて、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る回路設計支援システムの構成を表したブロック図である。
図1を参照すると、本発明の実施の形態に係る回路設計支援システムは、入出力装置100と、プログラム制御により動作するデータ処理装置110と、記憶装置120と、から構成されている。
入出力装置100は、動作レベル記述表示部101と、RTL記述表示部102と、遅延経路情報表示部103と、遅延経路ヒストグラム表示部104と、遅延経路情報入力部105を含む。前者の各表示部は、例えば、画面の分割・切替やマルチウインドウ技術の利用により、ユーザが関連する情報に容易にアクセスできるように構成される。
データ処理装置110は、動作合成手段111と、遅延経路情報解析手段112と、遅延分布算出手段113を含む。
記憶装置120は、動作レベル記述記憶部121と、中間記述記憶部122と、RTL記述記憶部123と、対応関係記憶部124と、遅延経路情報記憶部125を含む。
上記データ処理装置110のそれぞれの手段は次のように動作する。動作合成手段111は、動作レベル記述記憶部121に記憶された回路の動作レベル記述に対して動作合成を行う。より具体的には、動作周波数や、ハードウェア資源(レジスタや演算器等)の種類や個数等の合成制約を満たすように、動作レベルで記述された処理を幾つかの状態に分けて実行するような変換が行われる。なお、上記動作レベル記述は、動作レベル記述表示部101に表示され、図示省略するエディタ等の編集手段により修正することが可能となっている。
上記動作合成の過程で生成される中間記述は、中間記述記憶部122に、RTL記述はRTL記述記憶部123に記憶される。生成されたRTL記述はRTL記述表示部102に表示される。特許文献3に記載の方法等を利用して対応付けられる動作レベル記述とRTL記述間の対応情報は、動作合成手段111により、対応関係記憶部124に記憶される。
遅延経路情報解析手段112は、遅延経路情報入力部105から入力され、遅延経路情報記憶部125に格納された遅延経路情報を解析し、その結果を遅延経路情報表示部103及び遅延経路ヒストグラム表示部104に表示する(図23及び図24参照)。
遅延分布算出手段113は、遅延経路情報及び対応関係情報を参照し、遅延経路情報表示部103又は遅延経路ヒストグラム表示部104に表示された情報に基づきユーザが指定した一本以上の遅延経路に対応する動作レベル記述の対応箇所について、各対応箇所の修正や動作合成方法の変更の影響度を算出する。算出された影響度は、動作レベル記述表示部101に表示された動作レベル記述の対応箇所の近傍に、数値をもって直接的にあるいはその重みが判別できるような態様で間接的、イメージ的に表示される。
また、遅延分布算出手段113は、対応関係記憶部124に格納されている動作レベル記述とRTL記述間の対応情報に基づいて、数値あるいはその重みが判別できるような態様で、動作レベル記述表示部101に表示された上記影響度をRTL記述表示部102の対応箇所にも出力する。
続いて、図1及び図2のフローチャートを参照して、本実施形態の全体の動作について詳細に説明する。
まずユーザは、入出力装置100を用いて、入力となる動作レベル記述を記憶装置120に転送する(図2のステップA1)。
転送された動作レベル記述は、動作レベル記述記憶部121に記憶されるとともに、動作レベル記述表示部101にも表示される。ユーザは、動作レベル記述表示部101及び図示省略するエディタ等の編集手段を介して、転送された動作レベル記述の編集を行うことができる。
ユーザは、動作合成手段111を用いて、動作合成方法(合成制約)を指定し、記憶された動作レベル記述に対する動作合成処理を実行する(図2のステップA2)。上記動作合成処理の過程で生成される中間記述は、中間記述記憶部122に記憶される。また、上記動作合成処理により生成されたRTL記述はRTL記述記憶部123に記憶されるとともに、RTL記述表示部102に表示される。
なお、上記動作合成処理実施時に、入力となる動作レベル記述と出力となるRTL記述の対応情報は、対応関係記憶部124に記憶される。対応関係記憶部124に記憶された対応情報は、動作レベル記述とRTL記述の対応関係を把握する際に使用される。
次に、生成されたRTL記述による回路に含まれる経路の遅延状況を示す遅延経路情報の取得が行われる。遅延経路情報の取得方法は、本回路設計支援システム内の図示省略された遅延経路算出手段(静的タイミング解析手段)を用いて回路の遅延経路情報を算出する方法(図2のステップA3)と、外部で計算した遅延経路情報を、遅延経路情報入力部105を介して入力する方法(図2のステップA4)の2種類用意されている。前記各方法によって取得した遅延経路情報は遅延経路情報記憶部125に格納されるとともに遅延経路情報表示部103に表示される。
前記遅延経路情報の算出乃至入力が行われると、遅延経路情報解析手段112が遅延経路情報を解析し、その結果を遅延経路情報表示部103又は(及び)遅延経路ヒストグラム表示部104に表示する(図2のステップA5)。
続いて、上記遅延経路情報表示部103又は(及び)遅延経路ヒストグラム表示部104に表示された内容を参照したユーザにより、遅延不具合対策の対象とする経路の選択が行われる(図2のステップA6)。本実施形態に係る回路設計支援システムにおいては、複数の経路を選択することができるものとする。
前記経路の選択が行われると、遅延分布算出手段113は、ユーザが選択した一本以上の遅延経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所について、各対応箇所の修正や、動作合成方法の変更といった各遅延解消策の影響の及ぶ範囲又は度合いを示す影響度を算出する(図2のステップA7)。選択された経路が複数の場合も、同様に、当該複数の経路に対応する動作レベル記述の対応箇所について、その修正や動作合成方法変更の影響度の算出が行われる。
最後に、ステップA7で算出された動作レベル記述中の対応箇所の修正や動作合成方法の変更の影響度を示す情報が、動作レベル記述表示部101及びRTL記述表示部102の対応箇所に反映(表示)される(図2のステップA8)。ユーザは、この情報を元に、最も遅延改善効果の高いと思われる対応箇所を選択し、遅延不具合の改善を試みる。
以上のとおり、本実施形態によれば、設計対象回路の複数の経路を選択し、これら複数の経路の中で遅延に影響を大きく与えている動作レベル記述の対応箇所を特定し、ユーザに提示することが可能となる。これにより、動作合成、遅延解析、動作レベル記述修正といった一連のフローが収束され、遅延不具合の改善作業の効率化が達成される。
なお、遅延分布算出手段113が算出し、動作レベル記述表示部101及びRTL記述表示部102に反映(表示)される上記影響度としては、選択された遅延経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正や当該対応箇所についての動作合成方法の変更を行うことにより影響が及ぶ経路の本数や、前記動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数(全選択経路におけるノードの出現数)を採用することができる。
続いて、本発明の作用効果をより具体的に説明すべく、簡単な回路の遅延不具合を改善する場合の従来技術との比較を交えて詳細に説明する。
(前提条件)
以下、図3に示す動作レベル記述のサンプルから具体の遅延改善を行うケースを挙げて説明する。なお、図3の動作レベル記述はC言語で記述されているが、その他、動作レベル記述としては、端子、レジスタなどの部品や並列動作が記述できるようハードウェア向けの拡張を施した言語のほか、C++言語、SystemC、Verilog−HDL、VHDL等が用いられる。
先述したように動作合成手段111にて動作合成処理を行う際に、動作合成の方法やパラメータといった動作合成上の制約情報を入力しなければならない。使用するプロセスやライブラリ等によって、さまざまなバリエーションが考えられるが、ここでは、説明簡単のため図4に記載する三種類の加算器がそれぞれ一個だけ使用できるという制約条件の下で図3に示す動作レベル記述の合成を考える。また、1クロックは10nsとする。
先述したように、動作合成を実行すると、動作レベル記述は中間記述を経て、RTL記述に変換され、中間記述は中間記述記憶部122に、またRTL記述はRTL記憶部123に、それぞれ格納される。
図5は、上記制約条件の下で、図3に示す動作レベル記述に対して、図4の加算器を各一個使用するとの条件を指定して動作合成により生成されるRTL記述の一例である。
ユーザは、上記した動作レベル記述を動作レベル記述表示部101で、RTL記述をRTL記述表示部102で、それぞれ閲覧することができる。
図3の動作レベル記述300の中には、加算器を使用する記述として301、302、303の三種類がある。一方、図5に示すRTL記述304の中には、動作レベル記述300の記述301に対応する記述305が生成され、加算器としてadder3が使われている。同様に、記述302に対応する記述306では加算器としてadder5が使われている。また、記述303に対応する記述307では加算器としてadder2が使われている。上記のような動作レベル記述とRTL記述の対応関係が、対応関係記憶部124に記憶される。
遅延経路情報解析手段112は、遅延経路情報記憶部125に格納された遅延経路情報を解析し、遅延経路情報表示部103に表示する。遅延分布算出手段113は、遅延経路情報記憶部125に記憶された遅延経路情報を参照し、遅延経路に対応する動作レベル記述の各記述の改善や合成方法の変更により、影響の及ぶ経路の本数を算出する。
図6は、図5に示したRTL記述304に対応する回路図である。図7、図8は、遅延経路情報表示部103に表示される内容を表している。図6の入力端子in1、in2からout1、out2に至る経路は、図7に示すように4経路存在する。図6において、配線in1、配線in2、配線a、配線out1の各遅延値を1ns、配線out2の遅延値を2nsとしたときの図7の各経路の遅延値は図8のようになる。
ここで、図8において各加算器の内部遅延は図4の値を使用している。1クロックは10nsとしているため、11nsの遅延値を持つ経路Path1、経路Path4は、遅延に関する不具合を持つ。経路Path2、経路Path3は、遅延値が9nsとなっているため、遅延に関する仕様を満たした回路となっている。この場合、経路Path1、経路Path4の遅延値を10ns以下に抑えるよう修正する必要がある。
(従来の回路設計支援システム)
遅延経路を複数選択できない従来の回路設計支援システムでは、遅延経路情報表示部103において、まずは最も遅延不具合の度合いが大きい、経路Path1か、経路Path4のいずれかを選択して、遅延不具合の対策を考える。ここでは、経路Path1について遅延解消策を実施する例を挙げて説明する。
図9は、従来の回路設計支援システムにおいて経路Path1の選択時に遅延経路情報表示部103に表示される内容を表した図である。図9を参照すると、経路Path1は、入力端子in1から中間変数aを経て、出力端子out1へ至る経路である。
図10は、この経路Path1を選択した際に、動作レベル記述表示部101に表示される内容を表した図である。図10を参照すると、経路Path1に関連する動作レベル記述(入力端子in1から中間変数aに至る経路に対応する記述301及び中間変数aから出力端子out1に至る経路に対応する記述302)が、他の動作レベル記述と、網かけをもって区別表示されている。
従来の回路設計支援システムでは、上記記述301及び記述302の2つの記述に対して、記述の改善、或いは、合成方法の変更を試みる。
ここで、図4を参照すると、adder5の次の段にadder3を置いた場合、adder5の遅延値が4nsになること及び図6では経路Path1を構成する二個の加算器が、adder3、adder5の順になっているため、この加算器の順序を逆にすれば、遅延値が1ns改善されることがわかる。
図11は、上記検討の下、試みられる動作合成の方法の変更をコメントで付した動作レベル記述を示している。図11にコメントされているように、記述301に対応する加算器としてadder5を、記述302に対応する加算器としてadder3を指定して動作合成を行うことにより、経路Path1の遅延値を1nsだけ改善することができる。
図12は、上記条件で、図3の動作レベル記述につき再度動作合成を試みた結果得られるRTL記述の例である。図12のRTL記述308中の記述309は、adder5を使用するものであり、記述310は、adder3を使用するものであり、経路Path1の順序が入れ替えられたことがわかる。
図13は、図12のRTL記述308に対応する回路図である。図14、図15は、この時点で遅延経路情報表示部103に表示される内容を表している。図13の入力端子in1、in2からout1、out2に至る経路は、図14に示すように4経路存在する。図13において、配線in1、配線in2、配線a、配線out1の各遅延値を1ns、配線out2の遅延値を2nsとしたときの図14の各経路の遅延値は図15のようになる。
図15を参照すると、動作合成方法の変更により経路Path1、経路Path4は、遅延値が1ns改善され、遅延値が10nsとなっているため、遅延に関する仕様を満たした状態になっている。しかしながら、動作合成方法の変更前に問題の無かった経路Path2、経路Path3が、11nsの遅延値を持ち、新たに、1クロック(10ns)に対し、遅延に関する不具合が発生してしまっている。
このような現象は、最も遅延不具合の度合いが大きい経路Path1の改善のみに着目したために、当該改善により潜在的に遅延不具合を持つに至る可能性がある他の経路に影響が及んだことに起因する。現実問題としては、遅延不具合を対策する際に頻繁に発生する事例である。
要するに、従来の回路設計支援システムの局所的(特定の一経路)から見た遅延不具合解消策を施すべき箇所を示唆できるが、該対策が他の経路に及ぼす影響を予見させることができないという点に、上記のような現象が発生する原因がある。
(本発明の回路設計支援システム)
次に、一回目の動作合成試行を実行して図8の遅延解析結果を取得した状態に対して、本発明に係る回路設計支援システムを用いて遅延解消策を行う例を説明する。本発明の設計支援システムでは、遅延経路を複数選択できるため、遅延経路情報表示部103において、最も遅延不具合の度合いが大きい経路Path1と、adder3を共有する経路Path2の双方を選択して、遅延不具合の対策を考えることができる。なお、経路Path2は、上記従来の回路設計支援システムでは、経路Path1の遅延不具合対応を実施したときに、遅延不具合が悪化している経路である。
図16は、本発明に係る回路設計支援システムにおいて経路Path1及び経路Path2の双方を選択した際に遅延経路情報表示部103に表示される内容を表した図である。図16を参照すると、経路Path1は、入力端子in1から中間変数aを経て、出力端子out1へ至る経路であり、経路Path2は、入力端子in2から中間変数aを経て、出力端子out2へ至る経路である。
図6を参照しても明らかなように、入力端子in1から中間変数aに至る経路に対応する記述301は、選択された経路Path1と、経路Path2の双方に含まれるが、中間変数aから出力端子out1に至る経路に対応する記述302及び中間変数aから出力端子out2に至る経路に対応する記述303は、それぞれ経路Path1、経路Path2のみに含まれる。
図17は、上記経路Path1及び経路Path2を選択した際に、動作レベル記述表示部101に表示される内容を表した図である。図17を参照すると、経路Path1と経路Path2の双方に関連する動作レベル記述(入力端子in1から中間変数aに至る経路に対応する記述301、中間変数aから出力端子out1に至る経路に対応する記述302及び中間変数aから出力端子out2に至る経路に対応する記述303)が、他の動作レベル記述に対し、網かけをもって区別表示されている。特に、記述301は、記述302及び記述303によりも濃い網掛けをもって強調して表示されている。
上記網かけの濃淡は、遅延分布算出手段113によって算出された、動作レベル記述の各記述の改善や、合成方法の変更により影響の及ぶ経路の本数に基づいている。これによりユーザは、記述301の改善或いは合成方法の変更による影響が大きいこと(経路Path1、経路Path2の2本)、記述302又は記述303の改善或いは合成方法の変更による影響が小さい(経路Path1、経路Path2のいずれか1本)ことを判別することができる。
また、RTL記述表示部102においても、対応関係記憶部124に記憶された対応関係情報に基づいて、上記動作レベル記述表示部101と同様に、図5の記述305が濃い網掛けで、記述306、記述307が薄い網掛けで区別して表示される(図示省略)。
このように、本発明に係る回路設計支援システムでは、より多くの遅延経路が通過する動作レベル記述上の箇所、上記の例でいえば、当該箇所に対する対策の影響度が大きく、遅延不具合の改善を試みた場合に総合的な効果が最も高い記述301(図5の記述305)が、他の記述302(図5の記述306)、記述303(図5の記述307)と明示的に区別して表示されるため、ユーザは、記述の改善或いは合成方法の変更を試みるべき記述の候補を簡単に絞る(この場合、記述301)ことができる。
例えば、図17によると、記述301は記述303よりも多くの経路の遅延値に影響を及ぼすにもかかわらず、より遅延値の大きい加算器adder3(遅延3ns)が使われている。記述301で使用する加算器をadder2(遅延2ns)に、記述303で使用する加算器をadder3(遅延3ns)に入れ替えると、記述303の遅延値は悪くなるが、記述301の遅延値が改善されることで、回路全体の遅延値が改善される可能性があることがわかる。
図18は、上記検討の下、試みられる動作合成の方法の変更をコメントで付した動作レベル記述を示している。図18にコメントされているように、記述301に対応する加算器としてadder2を、記述303に対応する加算器としてadder3を指定して動作合成を行うことにより、すべての経路Path1の遅延値を1ns改善することができる。
図19は、上記条件で、図3の動作レベル記述につき再度動作合成を試みた結果得られるRTL記述の例である。図19のRTL記述312中の記述313は、adder2を使用するものであり、記述314は、adder5を使用するものであり、記述315は、adder3を使用するものであり、最も遅延の少ないadder2が先頭段に据えられたことがわかる。
図20は、図19のRTL記述312に対応する回路図である。図21、図22は、この時点で遅延経路情報表示部103に表示される内容を表している。図20の入力端子in1、in2からout1、out2に至る経路は、図21に示すように4経路存在する。図20において、配線in1、配線in2、配線a、配線out1の各遅延値を1ns、配線out2の遅延値を2nsとしたときの図21の各経路の遅延値は図22のようになる。
図22を参照すると、動作合成方法の変更により、すべての経路Path1〜Path4の遅延値が10ns以下となっているため、遅延に関する仕様を満たした状態になっている。このように本発明に係る回路設計支援システムを利用することで、回路の多くの遅延不具合を考慮した遅延解消策を施すべき箇所を特定することが可能となるため、回路全体の遅延不具合対策をより短い工数で実施することができる。
また、上記した例では、ユーザが、遅延経路情報表示部103の表示された図7又は図8の情報に基づいて、任意の遅延経路を選択するものとして説明したが、ここで図23に示すように、遅延経路情報表示部103で、すべての経路を遅延値に応じて整列し、設計者が選択したある閾値(図中矢印)以上の遅延値を持つすべての経路を包括的に選択できるようにすることで、遅延不具合の多い回路に対してより効率的に対策を採ることができるようになる。
また、図24に示すように、遅延経路ヒストグラム表示部104にすべての経路の遅延値をヒストグラムで表示し、10%、1σといった値(図中矢印)を指定して、ヒストグラムの上位に属する経路を包括的に選択する方式も採ることができる。
以上、本発明の好適な実施形態及びその具体の実施例を挙げて説明したが、回路の遅延不具合修正工程において、複数の経路を選択可能として、これら複数の経路に対応する動作レベル記述の記述毎に、各記述の改善や合成方法の変更の影響度情報をユーザ(回路設計者)に提示するという本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種の変形を加えることが可能であることはいうまでもない。
例えば、上記した具体例では、各記述の改善や合成方法の変更により影響が及ぶ経路の本数が1〜2本であったため2段階の表示としたが、具体の数値表示や、彩色等によって、その段階数に応じた動作レベル記述及びRTL記述の対応箇所を区別して表示することができることはいうまでもない。また、動作レベル記述及びRTL記述中に表示乃至併記するのではなく、別のウインドウや予め定めた表示領域に、各記述(行番号等)と、各記述の改善や合成方法の変更の影響度(影響の及ぶ経路本数、全選択経路上のノードの出現数等)と、を対応付けたテーブル等を表示するものとしても良い。
本発明は、動作レベル記述からの回路設計を支援する回路設計支援システムのみならず、動作合成の結果を解析するシステムといった用途にも適用できる。
本発明の一実施形態に係る回路設計支援システムの構成を表したブロック図である。 本発明の一実施形態に係る回路設計支援システムの動作を示す流れ図である。 本発明の実施例を説明するための動作レベル記述のサンプルである。 図3の動作レベル記述に対し動作合成を実施する際に入力される制約情報(加算器)を示す図である。 図3の動作レベル記述から動作合成により生成されるRTL記述の一例である。 図5のRTL記述に対応する回路図である。 遅延経路情報表示部に表示される図6の回路図の経路一覧を示す図である。 遅延経路情報表示部に表示される図6の回路図の経路の遅延値一覧を示す図である。 従来の回路設計支援システムにおいて経路選択時に遅延経路情報表示部に表示される内容を表した図である。 従来の回路設計支援システムにおいて経路選択時に動作レベル記述表示部に表示される内容を表した図である。 従来の回路設計支援システムを利用することによって得られた改善策(動作合成方法の変更)を説明するための図である。 図11の条件で、図3の動作レベル記述につき再度動作合成を試みた結果得られるRTL記述の例である。 図12のRTL記述に対応する回路図である。 遅延経路情報表示部に表示される図13の回路図の経路一覧を示す図である。 遅延経路情報表示部に表示される図13の回路図の経路の遅延値一覧を示す図である。 本発明に係る回路設計支援システムにおいて経路選択時に遅延経路情報表示部に表示される内容を表した図である。 本発明に係る回路設計支援システムにおいて経路選択時に動作レベル記述表示部に表示される内容を表した図である。 本発明に係る回路設計支援システムを利用することによって得られた改善策(動作合成方法の変更)を説明するための図である。 図18の条件で、図3の動作レベル記述につき再度動作合成を試みた結果得られるRTL記述の例である。 図20のRTL記述に対応する回路図である。 遅延経路情報表示部に表示される図20の回路図の経路一覧を示す図である。 遅延経路情報表示部に表示される図20の回路図の経路の遅延値一覧を示す図である。 遅延経路情報表示部に表示される遅延経路リストの一例である。 遅延経路情報表示部に表示される遅延値によるヒストグラムの一例である。 従来技術(特許文献3)と同等の回路設計支援システムの構成を表した図である。
符号の説明
100 入出力装置
101 動作レベル記述表示部
102 RTL記述表示部
103 遅延経路情報表示部
104 遅延経路ヒストグラム表示部
105 遅延経路情報入力部
110 データ処理装置
111 動作合成手段
112 遅延経路情報解析手段
113 遅延分布算出手段
120 記憶装置
121 動作レベル記述記憶部
122 中間記述記憶部
123 RTL記述記憶部
124 対応関係記憶部
125 遅延経路情報記憶部
300 動作レベル記述
301 加算器を用いた動作レベル記述
302 加算器を用いた動作レベル記述
303 加算器を用いた動作レベル記述
304 300を動作合成して得られるRTL記述
305 301に対応するRTL記述
306 302に対応するRTL記述
307 303に対応するRTL記述
308 300を動作合成して得られるRTL記述
309 301に対応するRTL記述
310 302に対応するRTL記述
311 303に対応するRTL記述
312 300を動作合成して得られるRTL記述
313 301に対応するRTL記述
314 302に対応するRTL記述
315 303に対応するRTL記述

Claims (27)

  1. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力する回路設計支援システムであって、
    ユーザから複数の経路の選択を受け付ける手段と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出する手段と、
    前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と対応付けて表示する手段と、を備えたこと、
    を特徴とする回路設計支援システム。
  2. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力する回路設計支援システムであって、
    ユーザから複数の経路の選択を受け付ける手段と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出する手段と、
    前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と対応付けて表示する手段と、を備えたこと、
    を特徴とする回路設計支援システム。
  3. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応するRTL記述(レジスタ転送レベル記述)を出力する回路設計支援システムであって、
    ユーザから複数の経路の選択を受け付ける手段と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出する手段と、
    前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述と対応付けて表示する手段と、を備えたこと、
    を特徴とする回路設計支援システム。
  4. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応するRTL記述(レジスタ転送レベル記述)を出力する回路設計支援システムであって、
    ユーザから複数の経路の選択を受け付ける手段と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出する手段と、
    前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述と対応付けて表示する手段と、を備えたこと、
    を特徴とする回路設計支援システム。
  5. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述及びRTL記述を出力する回路設計支援システムであって、
    ユーザから複数の経路の選択を受け付ける手段と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出する手段と、
    前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述の対応箇所とにそれぞれ対応付けて表示する手段と、を備えたこと、
    を特徴とする回路設計支援システム。
  6. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述及びRTL記述を出力する回路設計支援システムであって、
    ユーザから複数の経路の選択を受け付ける手段と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出する手段と、
    前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述の対応箇所とにそれぞれ対応付けて表示する手段と、を備えたこと、
    を特徴とする回路設計支援システム。
  7. 更に、RTL記述から遅延経路情報を算出する遅延経路算出手段を備えたこと、
    を特徴とする請求項1乃至6いずれか一に記載の回路設計支援システム。
  8. 更に、すべての経路を遅延値順に並べて作成した遅延経路リストを表示する手段を備えたこと、
    を特徴とする請求項1乃至7いずれか一に記載の回路設計支援システム。
  9. 更に、すべての経路の遅延値を用いて作成したヒストグラムを表示する手段を備えたこと、
    を特徴とする請求項1乃至8いずれか一に記載の回路設計支援システム。
  10. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムにおける回路設計支援方法であって、
    前記回路設計支援システムが、前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付けるステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出するステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と対応付けて表示するステップと、を含むこと、
    を特徴とする回路設計支援方法。
  11. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムにおける回路設計支援方法であって、
    前記回路設計支援システムが、前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付けるステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出するステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と対応付けて表示するステップと、を含むこと、
    を特徴とする回路設計支援方法。
  12. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応するRTL記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムにおける回路設計支援方法であって、
    前記回路設計支援システムが、前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付けるステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出するステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述と対応付けて表示するステップと、を含むこと、
    を特徴とする回路設計支援方法。
  13. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応するRTL記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムにおける回路設計支援方法であって、
    前記回路設計支援システムが、前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付けるステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出するステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述と対応付けて表示するステップと、を含むこと、
    を特徴とする回路設計支援方法。
  14. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述及びRTL記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムにおける回路設計支援方法であって、
    前記回路設計支援システムが、前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付けるステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出するステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述の対応箇所とにそれぞれ対応付けて表示するステップと、を含むこと、
    を特徴とする回路設計支援方法。
  15. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述及びRTL記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムにおける回路設計支援方法であって、
    前記回路設計支援システムが、前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付けるステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出するステップと、
    前記回路設計支援システムが、前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述の対応箇所とにそれぞれ対応付けて表示するステップと、を含むこと、
    を特徴とする回路設計支援方法。
  16. 更に、前記回路設計支援システムが、RTL記述(レジスタ転送レベル記述)から遅延経路情報を算出するステップを含むこと、
    を特徴とする請求項10乃至15いずれか一に記載の回路設計支援方法。
  17. 前記回路設計支援システムは、前記遅延経路の選択のための情報として、すべての経路を遅延値順に並べて作成した遅延経路リストを表示すること、
    を特徴とする請求項10乃至16いずれか一に記載の回路設計支援方法。
  18. 前記回路設計支援システムは、前記遅延経路の選択のための情報として、すべての経路の遅延値を用いて作成したヒストグラムを表示すること、
    を特徴とする請求項10乃至17いずれか一に記載の回路設計支援方法。
  19. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムに実行させるプログラムであって、
    前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付ける処理と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出する処理と、
    前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と対応付けて表示する処理と、
    を前記回路設計支援システムに実行させるプログラム。
  20. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムに実行させるプログラムであって、
    前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付ける処理と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出する処理と、
    前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と対応付けて表示する処理と、
    を前記回路設計支援システムに実行させるプログラム。
  21. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応するRTL記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムに実行させるプログラムであって、
    前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付ける処理と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出する処理と、
    前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述と対応付けて表示する処理と、
    を前記回路設計支援システムに実行させるプログラム。
  22. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応するRTL記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムに実行させるプログラムであって、
    前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付ける処理と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出する処理と、
    前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述と対応付けて表示する処理と、
    を前記回路設計支援システムに実行させるプログラム。
  23. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述及びRTL記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムに実行させるプログラムであって、
    前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付ける処理と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所の修正又は該対応箇所についての動作合成方法の変更により影響の及ぶ経路数を算出する処理と、
    前記算出した経路数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述の対応箇所とにそれぞれ対応付けて表示する処理と、
    を前記回路設計支援システムに実行させるプログラム。
  24. 回路中の経路の遅延状況を示す遅延経路情報をユーザに提示し、ユーザより選択された遅延経路に対応する動作レベル記述及びRTL記述を出力することによって、動作レベル記述の修正又は動作合成方法の変更を促す回路設計支援システムに実行させるプログラムであって、
    前記遅延経路情報を解析し、遅延経路の選択のための情報を出力し、複数の経路の選択を受け付ける処理と、
    前記選択された複数の経路に対応する動作レベル記述中の対応箇所が、前記選択された複数の経路においてノードとして出現する数を算出する処理と、
    前記算出したノードの数を、前記動作レベル記述中の前記対応箇所と、前記動作レベル記述中の前記対応箇所に対応するRTL記述の対応箇所とにそれぞれ対応付けて表示する処理と、
    を前記回路設計支援システムに実行させるプログラム。
  25. 更に、RTL記述(レジスタ転送レベル記述)から遅延経路情報を算出する処理を前記回路設計支援システムに実行させる請求項19乃至24いずれか一に記載のプログラム。
  26. 更に、前記遅延経路の選択のための情報として、すべての経路を遅延値順に並べて作成した遅延経路リストを表示することを特徴とする請求項19乃至25いずれか一に記載のプログラム。
  27. 更に、前記遅延経路の選択のための情報として、すべての経路の遅延値を用いて作成したヒストグラムを表示することを特徴とする請求項19乃至26いずれか一に記載のプログラム。
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