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JPH083819B2 - Logic circuit manufacturing system - Google Patents
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JPH083819B2 - Logic circuit manufacturing system - Google Patents

Logic circuit manufacturing system

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JPH083819B2
JPH083819B2 JP61140041A JP14004186A JPH083819B2 JP H083819 B2 JPH083819 B2 JP H083819B2 JP 61140041 A JP61140041 A JP 61140041A JP 14004186 A JP14004186 A JP 14004186A JP H083819 B2 JPH083819 B2 JP H083819B2
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logic
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fan
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隆夫 新舎
幸夫 碇谷
隆重 久保
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は論理回路の製造システムに関し、特に、ディ
ジタルシステムの論理設計において、ブール関数からゲ
ート段数最小,かつ、ゲート数最小の論理回路を自動的
に製造することが可能な論理回路の製造システムに関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a logic circuit manufacturing system, and in particular, in a logic design of a digital system, a logic circuit having a minimum number of gate stages and a minimum number of gates is automatically calculated from a Boolean function. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a manufacturing system of a logic circuit that can be manufactured mechanically.

〔従来技術〕[Prior art]

ゲート・レベルの論理設計では、ブール関数の回路構
成を行う場合、回路コストを低下させるためには、ブー
ル式レベルの機能論理からゲート論理を自動生成するこ
と,ゲート数を最小とすること等が必要であり、様々の
方法が提案されている。
In the logic design at the gate level, when the circuit configuration of the Boolean function is performed, in order to reduce the circuit cost, it is necessary to automatically generate the gate logic from the functional logic at the Boolean expression level, and to minimize the number of gates. It is necessary and various methods have been proposed.

例えば、特開昭59−201143号公報に記載の方法では、
ブール式の多分木構造変換を実施した後、その多分木構
造を変形せずに部品を割りあて、ゲート論理を生成して
いるが、人手で行う場合よりもゲート段数やゲート数が
増加するという点については配慮されていない。
For example, in the method described in JP-A-59-201143,
After performing a Boolean multi-tree structure conversion, the gate logic is generated by allocating parts without deforming the multi-tree structure, but the number of gate stages and the number of gates increase compared to the case of performing manually. Points are not taken into consideration.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記従来技術では、ブール式を二分木構造に変換し、
さらに二分木上で連続する同一の論理オペレータを、実
現すべき回路系固有のファイン数毎に出現順にまとめ、
多分木構造に変換していた。ところが、この変換の際、
生成されるゲート論理のゲート段数は考慮されておら
ず、必ずしも最小のゲート段数によるゲート論理が生成
されないという問題があった。
In the above conventional technique, a Boolean expression is converted into a binary tree structure,
Furthermore, the same logical operators consecutive on the binary tree are grouped in the order of appearance for each number of fines peculiar to the circuit system to be realized,
It was probably converted to a tree structure. However, during this conversion,
The number of gate stages of the generated gate logic is not taken into consideration, and there is a problem that the gate logic is not always generated with the minimum number of gate stages.

本発明の目的は、このような問題点を改善し、ゲート
段数最小の条件下で、ブール式からゲート数最小となる
任意の回路系のゲート論理を自動的に生成することが可
能な論理回路の製造システムを提供することにある。
An object of the present invention is to improve such a problem, and under the condition of the minimum number of gate stages, a logic circuit capable of automatically generating a gate logic of an arbitrary circuit system having a minimum number of gates from a Boolean expression. To provide a manufacturing system of.

〔問題を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するために、本発明の論理回路の製造
システムは、回路指定情報とともに与えられたブール式
の出力と変数の極性を正,または負論理に論理部品によ
り統一する処理手段(処理装置)と、論理積・論理和等
の論理機能,およびファンイン数・入力極性等の物理制
約を表現し、任意の回路系の製造単位となる部品を蓄積
する手段(ゲートテーブル)を有し、上記二分木構造
を、該ブール式の出力極性をキーとして、該蓄積手段を
参照し、該処理手段を用いて、論理機能・出力極性の一
致を満足する部品を探し、該部品のファンイン数に応じ
て、実現される組み合わせ回路のゲート段数が最小,か
つ、ゲート数が最小となるように上記多分木構造を変換
して、順次、ゲート段数管理を行い、該多分木構造にお
ける各ノードを該部品に写像することで、該ブール式を
満足する組み合わせ回路を製造することに特徴がある。
In order to achieve the above-mentioned object, the logic circuit manufacturing system of the present invention is a processing means (processing device) that unifies the output of a Boolean expression given together with circuit designating information and the polarity of a variable into positive or negative logic by logic parts. ), And logical functions such as logical product and logical sum, and physical constraints such as the number of fan-ins and input polarity, and means (gate table) for accumulating components that are manufacturing units of an arbitrary circuit system, In the binary tree structure, the output polarity of the Boolean expression is used as a key to refer to the storage means, and the processing means is used to search for a component satisfying the matching of the logical function and the output polarity, and the fan-in number of the component. In accordance with the above, the multi-branch tree structure is converted so that the number of gate stages of the realized combinational circuit is minimized and the number of gates is minimized, and the number of gate stages is sequentially managed, and each node in the multi-branch tree structure is managed. The part By mapping, it is characterized in that to produce a combinational circuit satisfying the Boolean expression.

〔作用〕[Action]

処理装置は、任意回路情報とともに与えられたブール
式から任意の回路のゲート論理を生成するために、まず
ブール式を二分木構造に変換し、次に二分木構造で連続
する同一論理オペレータを1つにまとめる多分木構造に
変換する。この多分木構造上の最も出力側のノードから
入力側へ向かって、出力極性をキーとして、順次、物理
ゲート割り当てを行う。割り当てる物理ゲートはゲート
テーブルにて検索を行い、選択した物理ゲートが割り当
て可能となるように、その多分木構造を変形し、ゲート
段数管理を行って、物理ゲートを割り当てる。すなわ
ち、その多分木構造にゲート割り当てを試行し、生成さ
れるゲート論理のゲート段数を求め、その結果によりゲ
ート段数最小で、かつ、ゲート数が最小となるように、
その多分木構造を変形してから物理ゲート構造に変換す
る。
The processing device first converts the Boolean expression into a binary tree structure and then generates the same logic operator that is continuous in the binary tree structure by 1 to generate the gate logic of the arbitrary circuit from the given Boolean expression together with the arbitrary circuit information. Convert to a multi-branch tree structure that is put together. From the node on the most output side of this multi-branch structure to the input side, physical gates are sequentially assigned using the output polarity as a key. The physical gate to be assigned is searched in the gate table, the multi-tree structure is modified so that the selected physical gate can be assigned, the number of gate stages is managed, and the physical gate is assigned. That is, the gate allocation is tried to the multi-branch tree structure, the number of gate stages of the generated gate logic is calculated, and the result is that the number of gate stages is the minimum and the number of gates is the minimum.
The multi-tree structure is transformed and then converted into a physical gate structure.

さらに、この物理ゲート構造において、物理ゲートを
対応する基本ゲートごとにブロッキングして、基本ゲー
ト構造に変換し指定された回路系の論理回路を得る。
Further, in this physical gate structure, the physical gate is blocked for each corresponding basic gate, and converted into the basic gate structure to obtain the logic circuit of the designated circuit system.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図〜第6図により説明
する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図は、本発明の一実施例における論理回路の製造
システムのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a system for manufacturing a logic circuit according to an embodiment of the present invention.

本実施例の論理回路の製造システムは、入出力装置12
・16,処理装置14,設計マスタファイル(機能論理)13,
設計マスタファイル(ゲート論理)17,ゲートテーブル1
5より構成される。
The logic circuit manufacturing system according to the present embodiment includes an input / output device 12
・ 16, processor 14, design master file (functional logic) 13,
Design master file (gate logic) 17, gate table 1
Composed of 5.

入出力装置12は、ブール式とその出力,および変数の
極性等を表現した機能論理図11を入力し、設計マスタフ
ァイル(機能論理)13に渡して、この設計マスタファイ
ル(機能論理)13から機能論理情報を受け、処理装置14
に出力する。
The input / output device 12 inputs a Boolean expression, its output, and a functional logic diagram 11 expressing the polarities of variables, etc., and passes it to a design master file (functional logic) 13, and from this design master file (functional logic) 13. The processor 14 receives the functional logic information.
Output to.

処理装置14は、この設計マスタファイル(機能論理)
13からのブール式や回路指定情報等の機能論理情報と、
ゲートテーブル15に予め準備された実現すべき回路系の
部品群をもとに、論理ゲート構造変換,物理ゲート構造
変換を行い、論理設計の対象となるブール式の論理回路
の基本ゲート割り当てを決める。
The processing unit 14 uses this design master file (functional logic).
Functional logic information such as Boolean expressions and circuit specification information from 13,
Logic gate structure conversion and physical gate structure conversion are performed based on a group of circuit system parts to be realized, which are prepared in advance in the gate table 15, and the basic gate allocation of the Boolean logic circuit to be the target of logic design is determined. .

入出力装置16は、この基本ゲート割り当てと設計マス
タファイル(ゲート論理)17のゲート論理情報に基づ
き、ゲート論理図18を出力する。
The input / output device 16 outputs the gate logic diagram 18 based on the basic gate allocation and the gate logic information of the design master file (gate logic) 17.

第2図は、本発明の一実施例における論理回路の製造
システムの動作フローチャートである。
FIG. 2 is an operation flowchart of the logic circuit manufacturing system in the embodiment of the present invention.

まず、入出力装置12は入力された論理回路図11からの
情報を設計マスタファイル(機能論理)13に伝え、該設
計マスタファイル(機能論理)13より、論理設計の対象
となるブール式と回路指定情報を得て、処理装置14に出
力する(201)。
First, the input / output device 12 transmits the input information from the logic circuit diagram 11 to the design master file (functional logic) 13, and from the design master file (functional logic) 13, the Boolean expression and the circuit to be the target of the logic design. The designated information is obtained and output to the processing device 14 (201).

処理装置14は、それらの情報を受け(202)、論理設
計の対象となるブール式に対して論理ゲート構造変換を
行う(203)。すなわち、そのブール式を二分木構造に
変換し、二分木上で連続する同一論理オペレータを1つ
にまとめる多分木構造に変換する。次に、論理ゲート構
造変換によって多分木構造に変換された上記ブール式に
対して物理ゲート構造変換を行う(204)。すなわち、
物理ゲート構造変換で得られた多分木構造の各ノードに
ついて、出力側から順次極性伝搬を行い、また、必要に
より多分木構造を変形し、設計制御を満足する物理ゲー
トをゲートテーブル15から検索して、結線論理割り当
て,複合ゲート割り当て,通常ゲート割り当て,優先順
序つきファンイン振り分け等の割り当てを行う(第3図
参照)。さらに、こうして割り当てられた物理ゲートを
対応する基本ゲートごとにブロッキングして、基本ゲー
ト構造に変換し、ゲート段数最小,かつ、ゲート数最小
の指定された回路系の論理回路構成を得る(205)。こ
うして得られた指定された回路系の論理回路は、入出力
装置16に出力される(206)。
The processing unit 14 receives the information (202) and performs logic gate structure conversion on the Boolean expression to be the target of logic design (203). That is, the Boolean expression is converted into a binary tree structure, and is converted into a multi-tree structure in which the same logical operators continuous on the binary tree are combined into one. Next, the physical gate structure conversion is performed on the Boolean expression converted into the multi-tree structure by the logical gate structure conversion (204). That is,
For each node of the multi-tree structure obtained by the physical gate structure conversion, polar propagation is sequentially performed from the output side, and if necessary, the multi-tree structure is transformed and the physical gate satisfying the design control is searched from the gate table 15. Then, allocation such as connection logic allocation, composite gate allocation, normal gate allocation, and fan-in allocation with priority order is performed (see FIG. 3). Further, the physical gates thus assigned are blocked for each corresponding basic gate and converted into a basic gate structure to obtain a logic circuit configuration of a designated circuit system having a minimum number of gate stages and a minimum number of gates (205). . The logic circuit of the designated circuit system thus obtained is output to the input / output device 16 (206).

入出力装置16は、その論理回路を設計マスタファイル
17,あるいは論理回路図18に出力する(207)。
The input / output device 16 designs its logic circuit as a master file.
17, or output to logic circuit diagram 18 (207).

第3図は、本発明における物理ゲート構造変換の手順
を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flow chart showing the procedure of physical gate structure conversion in the present invention.

第1図,第2図のように、処理装置14は、論理設計の
対象となるブール式を論理ゲート構造変換によって多分
木構造に変換し、次に、この多分木上の最も出力側にあ
るノードから入力側に向かい、出力極性をキーとして、
ゲートテーブル15に準備された各回路系の部品群(第6
図参照)の中から、設計制御を満足する指定された回路
系の物理ゲートを検索し、それぞれのノードに割り当て
る。こうして検索・選択した物理ゲートが割り当て不可
能な場合は、多分木構造を変形して割り当てる。物理ゲ
ートのタイプは、結線論理ゲート,複合ゲート,通常ゲ
ートに大別され、それらの検索順序は、ゲート段数最
小,かつ、その条件下でゲート数最小とするために、結
線論理ゲート>複合ゲート>通常ゲートの順に行う。
As shown in FIGS. 1 and 2, the processing unit 14 converts a Boolean expression to be logically designed into a multi-tree structure by the logic gate structure conversion, and then, is located at the most output side on this multi-tree. From the node to the input side, using the output polarity as a key,
Parts group of each circuit system prepared in the gate table 15 (6th
The physical gate of the specified circuit system that satisfies the design control is searched from among (see the figure) and assigned to each node. If the physical gate searched and selected in this way cannot be assigned, the multi-tree structure is transformed and assigned. The types of physical gates are roughly classified into wired logic gates, compound gates, and normal gates, and their search order is to minimize the number of gate stages and the number of gates under that condition. > Perform in the order of normal gates.

それらの検索手順については、第6図のようなゲート
テーブル15の部品群の中から、まず、結線論理検索を行
う(301)。結線論理割り当て条件は、上記ノードと上
記ノードよりも出力側にある物理ゲートとの論理オペレ
ータ種の一致(論理オペレータ種別条件),同様にそれ
らの出力極性の一致(出力極性条件),上記ノードの子
ノードの出力数が上記ノードのファンイン数以内である
こと(ファンイン数条件),上記ノードの後段の物理ゲ
ートが結線論理ではないこと(後段条件),その子ノー
ドが全て入力変数ではないこと(前段条件)である。こ
れらの条件をチェックし(302)、全てを満足する場合
は、結線論理割り当てを行い(309)、ファンイン数条
件のみを満足しない場合は、優先前序つきファイン振り
分けを行う(308)。
Regarding the search procedure, a connection logic search is first performed from the parts group of the gate table 15 as shown in FIG. 6 (301). The connection logic allocation condition is that the above-mentioned node and the physical gate on the output side of the above-mentioned node have the same logical operator type (logical operator type condition), similarly their output polarities (output polarity condition), The number of outputs of the child node is within the fan-in number of the above node (fan-in number condition), the physical gate at the latter stage of the node is not a connection logic (secondary condition), and all the child nodes are not input variables. (First stage condition). These conditions are checked (302), if all of them are satisfied, connection logic allocation is performed (309), and if only the fan-in number condition is not satisfied, pre-priority ordered fine distribution is performed (308).

優先順序つきファンイン振り分けについては、ファン
イン振り分けの対象となる各子ノードをルートとするサ
ブ・トリー構造の各ノードに対して、物理ゲート割り当
てを試行し、そのサブ・トリー構造における各ノードの
ゲート段数を求め、そのゲート段数の大きい順にこれら
の子ノードに優先順序をつけ、ゲート段数の多い子ノー
ドを元のノードの子ノードとし、ゲート段数の少い子ノ
ードを、元のノードの子ノードとして挿入した元のノー
ドと同一論理オペレータ種のノードの子ノードとして振
り分ける。
For fan-in distribution with priority order, physical gate allocation is tried for each node in the sub-tree structure whose root is each child node targeted for fan-in distribution, and each node in the sub-tree structure is tried. Obtain the number of gate stages, prioritize these child nodes in descending order of the number of gate stages, make the child node with many gate stages as the child node of the original node, and set the child node with few gate stages as the child of the original node. It is distributed as a child node of a node of the same logical operator type as the original node inserted as a node.

これらの場合以外は、次に、複合ゲート検索を行う
(303)。複合ゲート割り当て条件は、上記ノードと複
合ゲートの出力側物理ゲートとの論理オペレータ種の一
致(論理オペレータ種別条件),同じく出力極性の一致
(出力極性条件),上記ノードのファンイン数が複合ゲ
ートの入力側物理ゲートの個数以下であること(ファン
イン数条件),その子ノードが全て入力変数でない場合
は、その子ノードと複合ゲートの入力側物理ゲートとの
論理オペレータ種の一致(前段条件1),およびその子
ノードのファンイン数が複合ゲートの入力側物理ゲート
のファンイン数以下であること(前段条件2)である。
これらの条件をチェックし(304)、全てを満足する場
合は、複合ゲート割り当てを行い(309)、前段条件2
を満足せず、かつ、前段条件2において、子ノードの論
理オペレータ種が少くとも1つ一致する場合は、複合ゲ
ート拡張割り当てを行う(305)。
Otherwise, a composite gate search is next performed (303). The compound gate allocation condition is that the logical operator type of the node and the output side physical gate of the compound gate match (logical operator type condition), the output polarity matches (output polarity condition), and the number of fan-ins of the node is the compound gate. Is less than or equal to the number of physical gates on the input side (fan-in number condition), and if all of its child nodes are not input variables, the type of logical operator between the child node and the physical gate on the input side of the composite gate matches (pre-condition 1). , And its child nodes are equal to or less than the fan-in number of the input-side physical gate of the composite gate (precondition 2).
These conditions are checked (304), and if all are satisfied, composite gate allocation is performed (309), and pre-condition 2
If the above condition is not satisfied and at least one of the logical operator types of the child nodes matches in the previous-stage condition 2, composite gate extension allocation is performed (305).

複合ゲートの拡張割り当てについては、まず、上記前
段条件1を満足しない場合は、割り当てようとしている
複合ゲートの入力側物理ゲートと同一の論理オペレータ
種を有する1入力1出力のノードを挿入して、その子ノ
ードの論理オペレータ種を全てそろえる。次に、上記フ
ァンイン条件を満足しない場合は、優先順序つきファン
イン振り分けを行って、そのノードのファンイン数をそ
の条件に満足させ、上記前段条件2を満足しない場合
は、同じく優先順序つきファンイン振り分けを行って、
その子ノードのファンイン数を調整する。さらに、この
調整されたトリー構造に基づいて複合ゲート割り当てが
なされた展開形と、最初に与えられたトリー構造に基づ
き、複合ゲート割り当て以外で始まる展開形とを比較す
る。そして、よりゲート段数が少い展開形を採用する
が、ゲート段数が同一の場合は、よりゲート数が少い展
開形を採用し、ゲート段数,ゲート数が共に同一の場合
は、複合ゲート割り当てから始まる展開形を採用する。
Regarding the expanded allocation of the composite gate, first, when the condition 1 in the preceding stage is not satisfied, a 1-input 1-output node having the same logical operator type as the input side physical gate of the composite gate to be allocated is inserted, All the logical operator types of the child node are prepared. Next, if the above fan-in condition is not satisfied, the fan-in distribution with priority order is performed so that the number of fan-ins of the node satisfies the condition. After distributing the fan-in,
Adjust the fan-in number of the child node. Further, the expanded form in which the composite gate assignment is made based on the adjusted tree structure is compared with the expanded form starting from other than the composite gate assignment based on the tree structure initially given. The expanded type with a smaller number of gate stages is adopted. If the number of gate stages is the same, the expanded type with a smaller number of gates is used. Adopt the expanded form starting from.

これらの場合以外は、さらに、通常ゲート検索を行う
(306)。通常ゲート割り当て条件は、上記ノードと上
記ノードよりも出力側にある物理ゲートとの論理オペレ
ータ種の一致(論理オペレータ種別条件),同じく出力
極性の一致(出力極性条件),上記ノードの子ノードの
出力数が上記ノードのファンイン数以内であること(フ
ァンイン数条件)である。これらの条件をチェックし、
全てを満足する場合は、通常ゲート割り当てを行い(30
9)、ファンイン数オーバーの場合は(307)、優先順序
つきファンイン振り分けを行う(308)。また、出力極
性条件を満足しない場合は、後段(出力側)に出力極性
を合わせるめの極性合わせアンプを挿入する。
In all other cases, a normal gate search is performed (306). Ordinary gate allocation conditions are the logical operator type match (logical operator type condition) between the above node and a physical gate on the output side of the above node, the same output polarity match (output polarity condition), and the child node of the above node. The number of outputs is within the fan-in number of the above node (fan-in number condition). Check these conditions,
If all are satisfied, the normal gate allocation is performed (30
9) If the number of fan-ins is over (307), the fan-in distribution with priority is performed (308). If the output polarity condition is not satisfied, a polarity matching amplifier for matching the output polarity is inserted in the subsequent stage (output side).

第4図は、本発明における優先順序つきファンイン振
り分けが生じるゲート展開例であり、第6図は本発明の
ゲートテーブルに格納される回路系の部品群例図であ
る。
FIG. 4 is an example of gate expansion in which fan-in distribution with priority order occurs in the present invention, and FIG. 6 is an example of a group of circuit system components stored in the gate table of the present invention.

処理装置14(第1図参照)は、第4図において、論理
設計の対象となるブール式(a)を、まず、二分木構造
(b)に変換し、この二分木構造(b)のノード409〜4
16は、論理オペレータ種が‘・’(AND)であるため、
これらを1つにまとめ、(c)のように多分木構造とす
る。
In FIG. 4, the processor 14 (see FIG. 1) first converts the Boolean expression (a) to be logically designed into the binary tree structure (b), and then the node of this binary tree structure (b). 409 ~ 4
In the case of 16, since the logical operator type is '・' (AND),
These are combined into a single tree structure as shown in (c).

こうして論理ゲート構造変換された多分木構造(c)
の最も出力側のノード416に割り当てるゲートを、第6
図におけるゲートテーブル15の部品群から選択する。こ
のノード416は、論理オペレータ種‘・',出力極性N,フ
ァンイン数8であるため、結線論理検索を行い、ゲート
No.1のゲート(WAND)を選択するが、ファンイン数条件
(ファンイン数6)を満足せず、ファンインオーバーと
なるので、優先順序つきファンイン振り分けを行う。
A multi-tree structure (c) thus converted into a logic gate structure
Of the gate assigned to the most output node 416 of the
It is selected from the parts group of the gate table 15 in the figure. Since this node 416 has the logic operator type “·”, the output polarity N, and the fan-in number 8, the connection logic search is performed and the gate
Although the No. 1 gate (WAND) is selected, it does not satisfy the fan-in number condition (fan-in number 6) and the fan-in occurs, so fan-in sorting with priority order is performed.

この優先順序つきファンイン振り分けでは、(c)の
ように各ノード‘−',およびB〜Bをノード416の子ノ
ードとする場合(ケース1)と、(d)のように各ノー
ドB〜Bを挿入ノード‘・’の子ノードとする場合(ケ
ース2)とについて、物理ゲート割り当てを試行しゲー
ト段数を比較する。
In this fan-in distribution with priority order, each node'- 'and B to B are child nodes of the node 416 as in (c) (case 1), and each node B to B as in (d). For the case where B is a child node of the insertion node '.' (Case 2), physical gate allocation is tried and the number of gate stages is compared.

ノード‘・'417のゲート段数を比較すると、ケース1
は1段であり、ケース2は挿入ノードを含めて2段であ
る。
Comparing the number of gate stages of nodes '・' 417, Case 1
Is 1 stage, and case 2 is 2 stages including the insertion node.

ノードB〜Bについては、ケース1は1段である。ケ
ース2は、後段ゲートがWANDであり、入力変数ノードB
〜Bが入力変数ノードであるので、結線論理割り当て時
の前段条件を満足させるためのアンプゲートをBに挿入
した場合は1段となる。
For nodes BB, case 1 has one stage. In case 2, the subsequent gate is WAND and the input variable node B
Since ~ B is an input variable node, when an amplifier gate is inserted in B for satisfying the condition of the preceding stage at the time of wire connection logic allocation, the number of stages is one.

このように、ケース1では、全ての子ノードのゲート
段数は1段であり、ケース2では、ノード‘−’のゲー
ト段数は2段で、その他の子ノードのゲート数は1段で
あるため、ケース2において、ノード‘−’の優先順序
を1とし、その他の子ノードの優先順序を2とし、ファ
ンイン振り分けを行う。
As described above, in Case 1, the number of gate stages of all child nodes is one, and in Case 2, the number of gate stages of the node “−” is two and the number of gates of the other child nodes is one. In case 2, the priority order of the node “−” is set to 1, the priority order of the other child nodes is set to 2, and the fan-in distribution is performed.

従って、ケース2におけるファンイン振り分けのパタ
ーンについては、(d)のように、優先順序が1のノー
ド‘−'417はノード416の子ノードとし、ノードB〜B
は、ノード416の子ノードとすると各々のノードに1個
ずつアンプゲートが生成されるため、ノード‘・'420を
挿入し、ノードB〜Bをその子ノードとし、ノードBは
ノード416の子ノードとして振り分ける。
Therefore, regarding the fan-in distribution pattern in case 2, as shown in (d), the node '-' 417 having the priority order of 1 is a child node of the node 416, and the nodes BB
Is a child node of the node 416, one amplifier gate is generated for each node. Therefore, the nodes' and 420 are inserted, and the nodes B to B are its child nodes. The node B is a child node of the node 416. Sort as.

さらに、(d)の多分木構造におけるノード416に対
して、WANDを割り当て、WANDの入力極性はN極であるた
め、N極をノード417,420,およびBの出力極性とし、こ
れらの子ノードに対して物理ゲートの検索・割り当てを
行う。また、ノード418に対しても物理ゲートの検索・
割り当てを行う。
Further, a WAND is assigned to the node 416 in the multi-tree structure of (d), and since the input polarity of the WAND is the N pole, the N pole is made the output polarity of the nodes 417, 420, and B, and these child nodes are Search and assign physical gates. Also, search for physical gates for node 418
Make an assignment.

このように物理ゲート構造変換を行い、(d)に物理
ゲートを割り当てて、(e)のような物理ゲート構造を
得る。なお、(d)のノード416には結線論理が割り当
てられるため、(e)においては、ノードBにアンプゲ
ート423が挿入され、また、ノード417にはインバータ42
4が割り当てられる。
In this way, the physical gate structure conversion is performed, the physical gate is assigned to (d), and the physical gate structure as shown in (e) is obtained. Since the connection logic is assigned to the node 416 in (d), the amplifier gate 423 is inserted in the node B in (e), and the inverter 42 is connected to the node 417 in (e).
4 is assigned.

最後に、(e)の物理ゲート構造の各ゲートを基本ゲ
ートに置換し、(f)のような基本ゲート構造を生成す
る。なお、この基本ゲート構造においては、(e)にお
けるインバータ424は削除される。
Finally, each gate of the physical gate structure shown in (e) is replaced with a basic gate to generate a basic gate structure as shown in (f). In this basic gate structure, the inverter 424 in (e) is omitted.

第5図は複合ゲートの拡張割り当てが生じる展開例
図、第6図はゲートテーブルに格納される回路系の部品
例図である。
FIG. 5 is a development example diagram in which expansion allocation of the composite gate occurs, and FIG. 6 is a component example diagram of the circuit system stored in the gate table.

第1図,第2図のように、処理装置14は、論理設計の
対象となるブール式の論理ゲート構造変換を行い、第5
図のブール式(a)から多分木構造(b)を得る。
As shown in FIGS. 1 and 2, the processing unit 14 performs a Boolean logic gate structure conversion which is a target of logic design,
A multi-branch tree structure (b) is obtained from the Boolean expression (a) in the figure.

次に、この多分木構造(b)に対して、第6図のよう
なテーブル15の回路系の部品群を検索・割り当てして、
物理ゲート構造変換を行う。
Next, with respect to this multi-branch tree structure (b), the parts group of the circuit system of the table 15 as shown in FIG. 6 is searched and assigned,
Perform physical gate structure conversion.

まず、(b)において最も出力側のノード525に割り
当てる物理ゲートを検索する。ノード525の論理オペレ
ータ種は‘・',出力極性はP極,ファンイン数は2であ
る。結線論理検索では、結線論理WANDの出力極性がN極
で極性不一致となるため、次に、複合ゲート検索を行
う。ノード525とその子ノード526・527は複合ゲートの
割り当て条件を満足するので、複合ゲートの拡張割り当
てを行う。割り当ての候補となるゲートは、第6図No.2
の複合ゲートである。
First, in (b), a physical gate to be assigned to the most output node 525 is searched. The logical operator type of the node 525 is '.', The output polarity is P pole, and the fan-in number is 2. In the connection logic search, since the output polarity of the connection logic WAND is N pole and the polarities do not match, a composite gate search is performed next. Since the node 525 and its child nodes 526 and 527 satisfy the allocation condition of the composite gate, the expanded allocation of the composite gate is performed. The gates that are candidates for allocation are No. 2 in Figure 6.
It is a compound gate.

ノード525の子ノード527は論理オペレータ種が‘−’
であり、複合ゲートの入力側オペレータ種‘+’と一致
しないため、(c)のように、1入力1出力のノード
‘+'529を挿入し、子ノード526・529の論理オペレータ
種を全て‘+’にそろえる。また、(c)におけるノー
ド526のファンイン数8に対して、入力側物理ゲートの
最大ファンイン数は3であるので、この数になるように
優先順序つきファンイン振り分けを行い、(d)のよう
なトリー構造を得る。そして、このトリー構造(d)に
基づいて、複合ゲート割り当てから始まる物理ゲート割
り当てを行い、(e)のような物理ゲート構造を得る。
Child node 527 of node 525 has logical operator type'- '
Since it does not match the operator type '+' on the input side of the composite gate, a node with one input and one output '+' 529 is inserted and all the logical operator types of the child nodes 526 and 529 are inserted as shown in (c). Align with "+". Further, since the maximum fan-in number of the input side physical gate is 3 with respect to the fan-in number 8 of the node 526 in (c), fan-in distribution with priority order is performed so that this number is obtained, and (d) To obtain a tree structure like. Then, based on the tree structure (d), physical gate allocation starting from composite gate allocation is performed to obtain a physical gate structure as shown in (e).

さらに、(b)における多分木構造に対して、通常ゲ
ート割り当てから始まる物理ゲート割り当てを試行し、
この物理ゲート割り当てを可能とするようにその多分木
構造を変形して、(g)のようなトリー構造を得る。そ
して、このトリー構造に基づき、(h)のような物理ゲ
ート構造を得る。
Furthermore, for the multi-tree structure in (b), physical gate allocation starting from normal gate allocation is tried,
The multi-tree structure is modified to allow this physical gate assignment to obtain a tree structure as shown in (g). Then, based on this tree structure, a physical gate structure as shown in (h) is obtained.

こうして得られた(e)と(h)とのゲート展開図を
比較すると、(e)ではゲート2段、(h)ではゲート
3段となるため、(e)の展開形を採用する。
Comparing the gate development diagrams of (e) and (h) obtained in this way, since the gate has two stages in (e) and the gate has three stages in (h), the developed form of (e) is adopted.

最後に、基本ゲート構造変換を行い、(e)における
物理ゲート構造から(f)のような基本ゲート構造を得
る。なお、(g)に対して基本ゲート構造変換を行った
場合は、(i)のようになる。
Finally, basic gate structure conversion is performed to obtain a basic gate structure as shown in (f) from the physical gate structure in (e). When the basic gate structure conversion is performed on (g), the result is (i).

本実施例によれば、論理設計の対象となるブール式か
ら、最小ゲート段数で、かつ、最小ゲート数である論理
回路を自動的に製造することができる。
According to this embodiment, a logic circuit having the minimum number of gate stages and the minimum number of gates can be automatically manufactured from a Boolean expression that is the target of logic design.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、ゲート段数管理を行い、論理設計の
対象となるブール式の回路系における最小段数を選択す
ることにより、ブール式から任意回路系における最小ゲ
ート段数で、かつ、最小ゲート数を有する論理回路を自
動的に生成することが可能であり、論理設計品質の向
上,および論理設計工数の削減に効果がある。
According to the present invention, by managing the number of gate stages and selecting the minimum number of stages in a Boolean circuit system that is a target of logic design, the minimum number of gate stages in an arbitrary circuit system can be calculated from the Boolean formula. It is possible to automatically generate the logic circuit that it has, which is effective in improving the logic design quality and reducing the logic design man-hours.

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

第1図は本発明の一実施例における論理回路の製造シス
テムのブロック図,第2図は本発明の一実施例における
論理回路の製造システムの動作フローチャート,第3図
は本発明における物理ゲート構造変換の手順を示すフロ
ーチャート,第4図は本発明における優先順序つきファ
ンイン振り分けが生じるゲート展開例図,第5図は本発
明における複合ゲートの拡張割り当てが生じるゲート展
開例図、、第6図は本発明のゲートテーブルに格納され
る回路系の部品群例図である。 11:機能論理図,12・16:入出力装置,13:設計マスタファ
イル(機能論理),14:処理装置,15:ゲートテーブル、1
7:設計マスタファイル(ゲート論理),18:ゲート論理
図,409〜418・420・525〜529:ノード、423:アンプゲー
ト,424:NOTゲート(インバータ)。
FIG. 1 is a block diagram of a logic circuit manufacturing system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an operation flowchart of a logic circuit manufacturing system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a physical gate structure according to the present invention. FIG. 4 is a flow chart showing a conversion procedure, FIG. 4 is an example of gate expansion in which fan-in distribution with priority order occurs in the present invention, and FIG. 5 is an example of gate expansion in which expansion allocation of a composite gate in the present invention occurs, FIG. FIG. 3 is an example diagram of a group of circuit system components stored in the gate table of the present invention. 11: Functional logic diagram, 12/16: Input / output device, 13: Design master file (functional logic), 14: Processing device, 15: Gate table, 1
7: Design master file (gate logic), 18: Gate logic diagram, 409 to 418/420/525 to 529: Node, 423: Amplifier gate, 424: NOT gate (inverter).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 隆重 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−201143(JP,A) 特開 昭59−168545(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashige Kubo 1099, Ozenji, Aso-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Hitachi, Ltd. system development laboratory (56) Reference JP-A-59-201143 (JP, A) JP Sho 59-168545 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】論理設計の対象となるブール式表現による
機能論理を入力する手段を備え、前記手段によって与え
られたブール式を満足し、かつ一群の論理部品の接続で
示される組合せ論理回路を製造する論理回路の製造シス
テムにおいて、 採用可能な論理部品のそれぞれについて、その論理機能
の種類、入出力極性及びファンイン数等の物理制約、並
びに、結線論理、複合ゲート及び通常ゲートの区分を示
すデータを蓄積する蓄積手段と、 前記与えられたブール式表現による機能論理を演算子・
変数の二本木構造に変換し、前記二本木構造上で連続す
る同一論理オペレータを1つにまとめて第1の多分木構
造に変換し、さらに前記蓄積手段を参照しながら前記第
1の多分木構造を変形して第2の多分木構造を作成し、
前記第2の多分木構造の各ノードを前記論理部品に写像
して前記組合せ論理回路を決定する処理装置と、 決定した組合せ論理回路を出力する手段とを有し、 前記処理装置は前記第1の多分木構造から第2の多分木
構造への変形の際に、 1)前記第1の多分木構造の出力側のノードから順次部
品の割当てを行ない、 2)部品の割当ては結線論理を最優先で行ない、さらに 3)当該ノードのファンイン数がオーバしていることに
より部品の割当てができない場合は、各ノードのゲート
段数に応じた優先順序に従ってファンイン振り分けを試
行し、振り分けにより生じる子ノードのゲート段数が最
小になるファンイン振り分けを選択することを特徴とす
る論理回路の製造システム。
1. A combinational logic circuit comprising means for inputting a functional logic expressed by a Boolean expression as an object of logic design, satisfying the Boolean expression given by said means, and represented by a connection of a group of logic parts. In the manufacturing system of the logic circuit to be manufactured, for each logic component that can be adopted, the type of logic function, physical constraints such as input / output polarity and fan-in number, and the division of connection logic, composite gate and normal gate are shown. An accumulation means for accumulating data, and an operator for functional logic based on the given Boolean expression.
The binary tree structure of the variables is converted, the same logical operators continuous on the binary tree structure are combined into one and converted into the first multi-branch tree structure, and the first multi-branch tree structure is further converted with reference to the storage means. Transform it to create a second multi-tree structure,
The processing apparatus includes: a processor that maps each node of the second multi-branch tree structure to the logic component to determine the combinational logic circuit; and a unit that outputs the determined combinational logic circuit. When transforming the multi-branch tree structure of No. 2 into the second multi-branch tree structure, 1) the parts are sequentially assigned from the output side node of the first multi-branch structure, and 2) the parts are assigned by the connection logic. 3) If the parts cannot be assigned because the fan-in number of the node is over, the fan-in distribution is tried according to the priority order according to the number of gate stages of each node, and the child generated by the distribution is tried. A logic circuit manufacturing system characterized by selecting fan-in distribution that minimizes the number of gate stages of a node.
【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載の論理回路の
製造システムにおいて、 前記処理装置は、前記第1の多分木構造から第2の多分
木構造への変形の際に前記複合ゲートを割り当てる場合
は、まず複合ゲートの割り当てを試行し、前記通常ゲー
トを割り当てた場合とゲート段数及び部品数の比較を行
ない、これらが少ない方の多分木構造を選択することを
特徴とする論理回路の製造システム。
2. The system for manufacturing a logic circuit according to claim 1, wherein the processing device is configured to transform the first multi-branch tree structure into a second multi-branch tree structure. When allocating, a logic circuit characterized by first allocating a composite gate, comparing the number of gate stages and the number of parts with the case of allocating the normal gate, and selecting the multi-branch tree structure with the smaller number. Manufacturing system.
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