(57)【要約】【課題】  温度特性の逆転現象が現れる場合でも、検証対象区間の遅延時間が、所定のタイミング制約を満たすか否かを検証することができる遅延時間検証方法を提供する。【解決手段】  まず、検証区間の遅延時間を、動作保証範囲内の最低温度で作成された遅延時間ＭＩＮテーブル１１を用いて計算する（ステップＳ１１）。次いで、検証区間の遅延時間を、動作保証範囲内の最高温度で作成された遅延時間ＭＩＮテーブル１２を用いて計算する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１で計算された遅延時間と、ステップＳ１２で計算された遅延時間のうち、遅延時間が短い方の遅延時間を用いて、検証区間の遅延時間が、所定のタイミング制約を満たすか否か検証する（ステップＳ１３）。【選択図】    図１
2005242697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、
前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、
前記各構成要素の遅延時間を計算する工程は、
使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納しあらかじめ選定された複数の温度に対応して作成された複数の遅延時間テーブルであって、前記選定された複数の温度のそれぞれについて、各構成要素に最短の遅延時間を与える条件で作成された遅延時間テーブルを用い、複数の温度のそれぞれについて各構成要素の遅延時間を計算するステップを備えることを特徴とする遅延時間検証方法。
【請求項２】
前記選定された複数の温度は、動作保証範囲内の最低温度及び最高温度を含む、請求項１に記載の遅延時間検証方法。
【請求項３】
前記検証対象区間の遅延時間を計算する工程は、検証区間の構成要素について計算された同じ温度での遅延時間を合計して温度条件毎の合計遅延時間を計算するステップと、該合計遅延時間の内で最短の合計遅延時間を、前記検証対象区間の遅延時間として選定するステップとを有する、請求項１又は２に記載の遅延時間検証方法。
【請求項４】
前記検証対象区間の遅延時間を計算する工程は、
各構成要素について、複数の温度での遅延時間のうち最も短い遅延時間を当該各構成要素の最短遅延時間として選定するステップと、
前記選定された各構成要素の最短遅延時間を合計した遅延時間を、前記検証対象区間の遅延時間とするステップとを有する、請求項１又は２に記載の遅延時間検証方法。
【請求項５】
検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、
前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、
前記各構成要素の遅延時間を計算する工程は、
使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納しあらかじめ選定された複数の温度に対応して作成された複数の遅延時間テーブルであって、前記選定された複数の温度のそれぞれについて、各構成要素に最長の遅延時間を与える条件で作成された遅延時間テーブルを用い、各構成要素について複数の遅延時間を計算するステップを備えることを特徴とする遅延時間検証方法。
【請求項６】
前記選定された複数の温度は、動作保証範囲内の最低温度及び最高温度を含む、請求項５に記載の遅延時間検証方法。
【請求項７】
前記検証対象区間の遅延時間を計算する工程は、検証区間の構成要素について計算された同じ温度での遅延時間を合計して温度条件毎の合計遅延時間を計算するステップと、該合計遅延時間の内で最長の合計遅延時間を、前記検証対象区間の遅延時間として選定するステップとを有する、請求項５又は６に記載の遅延時間検証方法。
【請求項８】
前記検証対象区間の遅延時間を計算する工程は、
各構成要素について、複数の温度での遅延時間のうち最も長い遅延時間を当該各構成要素の最長遅延時間として選定するステップと、
前記選定された各構成要素の最長遅延時間を合計した遅延時間を、前記検証対象区間の遅延時間とするステップとを有する、請求項５又は６に記載の遅延時間検証方法。
【請求項９】
検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、
前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、
前記各構成要素の遅延時間を計算する工程では、
使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納しあらかじめ選定された複数の温度に対応して作成された複数の遅延時間テーブルであって、前記選定された複数の温度のそれぞれについて、各構成要素に最短の遅延時間を与える条件で作成された複数の温度毎の遅延時間テーブルに基づいて、各構成要素毎に複数の温度間で遅延時間テーブルに格納された遅延時間を相互に比較し、最も短い遅延時間を抽出して作成されたマージした遅延時間テーブルを用い、各構成要素について遅延時間を計算することを特徴とする遅延時間検証方法。
【請求項１０】
前記選定された複数の温度は、動作保証範囲内の最低温度及び最高温度を含む、請求項９に記載の遅延時間検証方法。
【請求項１１】
検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、
前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、
前記各構成要素の遅延時間を計算する工程では、
使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納しあらかじめ選定された複数の温度に対応して作成された複数の遅延時間テーブルであって、前記選定された複数の温度のそれぞれについて、各構成要素に最長の遅延時間を与える条件で作成された複数の温度毎の遅延時間テーブルに基づいて、各構成要素毎に複数の温度間で遅延時間テーブルに格納された遅延時間を相互に比較し、最も長い遅延時間を抽出して作成されたマージした遅延時間テーブルを用い、各構成要素について遅延時間を計算することを特徴とする遅延時間検証方法。
【請求項１２】
前記選定された複数の温度は、動作保証範囲内の最低温度及び最高温度を含む、請求項１１に記載の遅延時間検証方法。
【請求項１３】
検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、
前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、
前記各構成要素の遅延時間を計算する工程では、
前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間の温度特性に逆転現象が発生する使用条件と発生しない使用条件とを予め求めておき、
温度特性に逆転現象が発生しない構成要素について、使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納した遅延時間テーブルを用いて遅延時間を計算することを特徴とする遅延時間検証方法。
【請求項１４】
温度特性に逆転現象が発生する構成要素については、逆転現象が発生しない使用条件に変更する、請求項１３に記載の遅延時間検証方法。
【請求項１５】
温度特性に逆転現象が発生し易い構成要素は使用禁止とされる、請求項１３に記載の遅延時間検証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遅延時間検証方法に関し、更に詳しくは、設計対象の半導体装置の任意の区間の遅延時間が所望の性能条件を満たすか否かを検証する遅延時間検証方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の設計では、設計された回路が設計どおりのタイミングで動作するか否かを検証するタイミング検証（遅延時間検証）を行う。タイミング検証は、以下のようにして行う。ここでは、設計対象の半導体装置に、例えば図６に示すような回路部分が含まれているとき、フリップフロップＡ（３１）の出力から、フリップフロップＢ（３２）の入力までの区間を検証する場合について考える。タイミング検証では、検証区間の遅延時間が計算され、その遅延時間によって、所定のタイミング制約が満たされるか否か、具体的にはフリップフロップＢ（３２）のセットアップ時間とホールド時間とが満たされるか否かが検証される。遅延時間が所定のタイミング制約を満たさないときには、フリップフロップＢ（３２）の動作が定まらず、回路が正しく動作しないおそれがある。
【０００３】
通常、セルベース設計では、セルごとに、負荷容量と、信号が変化するのに要する時間で示される入力信号の波形なまり（入力スルー）との２次元テーブルからなる遅延時間テーブルが、遅延ライブラリ内にあらかじめ用意されている。ここで、入力スルーは、例えば信号電圧が０Ｖから電源電圧ＶＤＤまで上昇するまでに要する時間、或いは、信号電圧が電源電圧ＶＤＤから０Ｖに下降するまでに要する時間で与えられる。遅延時間テーブルの一例を、下記表１に示す。表中のＣloadは負荷容量を示し、Ｔrfは入力スルーを示し、Ｔpdは、負荷容量と入力スルーとの組合せによって定まる遅延時間を示している。例えば、遅延時間を求めたいセルの負荷容量がＣload１であり、入力スルーがＴrf３であるときには、遅延時間テーブルを参照することにより、そのセルの遅延時間がＴpd１３であると求まる。なお、遅延時間を求めたいセルの負荷容量や入力スルーがテーブルにないときには、そのセルの遅延時間は、補間により求められる。
【表１】
2005242697.tif 000003
【０００４】
フリップフロップＡ（３１）からフリップフロップＢ（３２）までの遅延時間は、その区間内に存在する論理回路Ａ（３３）〜論理回路Ｄ（３６）の遅延時間の合計として求められる。論理回路Ａ（３３）〜論理回路Ｄ（３６）のそれぞれに対応するセルの負荷容量及び入力スルーはあらかじめ見積もられている。各セルの遅延時間は、見積もられた負荷容量及び入力スルーに基づいて、セルごとの遅延時間テーブルが登録されている遅延時間ライブラリ（図示せず）を参照して求められる。このような、遅延時間ライブラリを参照して各セルの遅延時間を計算する技術は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
通常、各セルは、トランジスタを用いて構成される。各セル内のトランジスタのスイッチング速度は、プロセス条件や、電源電圧の変動、或いは、周辺環境の温度によって変化する。具体的には、トランジスタのスイッチング速度は、一般的には、プロセス条件が良好であるほど、電源電圧が高いほど、また、周辺温度が低いほど速い。各セルの遅延時間は、このようなトランジスタのスイッチング速度の変化に伴って変動する。遅延時間が変動すると、ある条件では、検証区間の遅延時間は所定のタイミング制約を満たすが、他の条件では、所定のタイミング条件を満たさないといった事態が生じ得る。設計対象の半導体装置が、動作保証範囲内の何れの条件においても正しく動作することを保証するためには、各セルの遅延時間が変動しても、その変動の範囲すべてにおいて、検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすことを確かめる必要がある。
【０００６】
従来は、温度が低いほどスイッチング速度が速く、また、温度が高いほどスイッチング速度が遅いことが自明であった。このため、検証区間の遅延時間が最も短くなるときに、その遅延時間が、所定のタイミング制約を満たすか否かを検証する際には、各セルについて、プロセス条件が良好であり、電源電圧が動作保証範囲内で最も高い電圧であり、周辺温度が動作保証範囲内で最も低い温度という条件下で作成した遅延時間テーブル（遅延時間ＭＩＮテーブル）を用いて遅延時間を計算している。また、検証区間の遅延時間が最も長くなるときに、その遅延時間が、所定のタイミング制約を満たすか否かを検証する際には、プロセス条件が悪く、電源電圧が動作保証範囲内で最も低い電圧であり、周辺温度が動作保証範囲内で最も高い温度という条件下で作成した遅延時間テーブル（遅延時間ＭＡＸテーブル）を用いて遅延時間を計算していた。
【特許文献１】特開平１０−１１６３００号公報（段落０００６、図５）
【特許文献２】Temperature effect on delay for low voltage applications [CMOS jCs] Daga,J.M ; Ottaviano,E ; Auvergne,D ,Design， Automation and Test in Europe , 1998 , Proceedings , 1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、図７は、高温環境下と低温環境下とにおける、トランジスタの出力がＬＯＷからＨＩＧＨへ変化する際の出力電圧の時間変化の様子を例示している。一般に、トランジスタでは、低温環境下におけるキャリア総数は、高温環境下におけるキャリア総数に比して少ないため、低温環境下でのしきい値電圧は、高温環境下でのしきい値電圧に比して高い。このため、同じタイミングでトランジスタをオンさせる信号が入力された場合には、トランジスタがしきい値電圧に達してオン状態となるまでに要する時間は、低温環境下よりも高温環境下の方が短くなる。従って、同図に示すように、スイッチング初期では、高温環境下の出力電位の方が、低温環境下の出力電位よりも高くなる。
【０００８】
一方、低温環境下におけるキャリア移動度は、高温環境下におけるキャリア移動度に比して大きいため、低温環境下のオン電流は、高温環境下のオン電流に比して大きい。出力電圧の上昇速度（電圧の変化量／時間）はオン電流に比例するため、トランジスタがオン状態となってからの出力電圧の上昇速度は、低温環境下の方が高温環境下よりも速い。このため、一般的には、図７に示すように、低温環境下の出力電圧は、高温環境下の出力電圧をある時点で追い越し、高温環境下の出力電圧より先に電源電圧にまで上昇する。なお、以上では、トランジスタの出力がＬＯＷ（０Ｖ）からＨＩＧＨ（電源電圧ＶＤＤ）へ変化する場合について説明してが、トランジスタの出力がＨＩＧＨ（電源電圧ＶＤＤ）からＬＯＷ（０Ｖ）へ変化する場合についても同様である。
【０００９】
一般に、セル（回路）の出力電圧は、上記のように、高温環境下の方が先に変化し始めるが、低温環境下の出力電圧は、高温環境下の出力電圧をすぐに追い越すため、電源電圧が、しきい値電圧に比して十分に大きいときには、スイッチング初期に高温環境下の出力電圧が先に変化する現象の影響は小さいと考えられる。しかし、微細化が進んだ近年のナノメートル世代のトランジスタでは、電源電圧が、従前の世代のトランジスタに比して低く、しきい値電圧と電源電圧との差が小さくなっている。通常、セルがスイッチングを完了したか否かは、そのセルの出力電圧が所定の電圧値、例えば電源電圧の２分の１の値を通過したか否かで判断される。このため、しきい値電圧と電源電圧との差が小さい場合には、スイッチング初期での高温環境下の出力電圧の方が高い時期回路がスイッチングしたと判断される事態が生じことがある。つまり、温度が高いほどスイッチング速度が速くなる、スイッチング速度の温度特性の逆転現象が現れることがある。このような逆転現象については、例えば非特許文献１に記載されている。
【００１０】
上記温度特性の逆転現象は、負荷容量や、入力スルー、回路構成等の各パラメータに依存し、特定世代のトランジスタで必ず現れるという性格ものではない。このため、動作検証区間内のセルのうち、あるセルでは温度特性の逆転現象が現れ、別のセルでは逆転現象が現れないということも起こり得る。検証区間内に、温度特性の逆転現象が現れるセルが含まれると、実際には、前述の動作保証範囲内の最低温度で作成した遅延時間ＭＩＮテーブルを使用して求めた遅延時間よりも短い遅延時間が存在し、また、動作保証範囲内の最高温度で作成した遅延時間ＭＡＸテーブルを使用して求めた遅延時間よりも長い遅延時間が存在することになる。このため、従来のタイミング検証では、動作保証範囲内の全ての条件について、遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否かを判定することができないという問題が生じてきた。
【００１１】
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、温度特性の逆転現象が現れる場合でも、設計対象の半導体装置の任意の区間の遅延時間が、所定のタイミング制約を満たすか否かを検証することができる遅延時間検証方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の第１の視点の遅延時間検証方法は、検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、前記各構成要素の遅延時間を計算する工程は、使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納しあらかじめ選定された複数の温度に対応して作成された複数の遅延時間テーブルであって、前記選定された複数の温度のそれぞれについて、各構成要素に最短の遅延時間を与える条件で作成された遅延時間テーブルを用い、複数の温度のそれぞれについて各構成要素の遅延時間を計算するステップを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第１の視点の遅延時間検証方法では、例えばセルベース設計では各セルに対応する各構成要素の遅延時間を、複数の温度で作成された遅延時間テーブルを用いて計算する。ここで、遅延時間テーブルは、例えば各構成要素の使用条件（使用態様）として負荷容量及び入力スルーを考える場合には、負荷容量と入力スルーとの組み合わせが定まると、遅延時間が求まるような２次元テーブルとして構成される。これら複数の温度で作成された遅延時間テーブルは、温度以外の条件については遅延時間が最も短くなる条件に設定されており、各構成要素の遅延時間を計算する工程では、選定された複数の温度に対応して、各構成要素についての各温度での最短の遅延時間が計算される。このため、複数の温度として、動作保証範囲内の最高温度と最低温度とを選定しているときには、温度が高いときに、遅延時間が短くなる温度特性の逆転現象が現れたとしても、各構成要素の最短の遅延時間を正しく計算することができ、検証対象区間の遅延時間が最短とならないときの遅延時間を用いてタイミング検証を行う事態を防止することができる。
【００１４】
また、本発明の第２の視点の遅延時間検証方法は、検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、前記各構成要素の遅延時間を計算する工程は、使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納しあらかじめ選定された複数の温度に対応して作成された複数の遅延時間テーブルであって、前記選定された複数の温度のそれぞれについて、各構成要素に最長の遅延時間を与える条件で作成された遅延時間テーブルを用い、各構成要素について複数の遅延時間を計算するステップを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の視点の遅延時間検証方法では、例えばセルベース設計では各セルに対応する各構成要素の遅延時間を、複数の温度で作成された遅延時間テーブルを用いて計算する。これら複数の温度で作成された遅延時間テーブルは、温度以外の条件については遅延時間が最も長くなる条件に設定されており、各構成要素の遅延時間を計算する工程では、選定された複数の温度に対応して、各構成要素についての各温度での最長の遅延時間が計算される。このため、複数の温度として、動作保証範囲内の最高温度と最低温度とを選定しているときには、温度が高いときに、遅延時間が短くなる温度特性の逆転現象が現れたとしても、各構成要素の最長の遅延時間を正しく計算することができ、検証対象区間の遅延時間が最長とならないときの遅延時間を用いてタイミング検証を行う事態を防止することができる。
【００１６】
本発明の第１の視点の遅延時間検証方法では、前記検証対象区間の遅延時間を計算する工程は、検証区間の構成要素について計算された同じ温度での遅延時間を合計して温度条件毎の合計遅延時間を計算するステップと、該合計遅延時間の内で最短の合計遅延時間を、前記検証対象区間の遅延時間として選定するステップとを有するものとすることができる。この場合、例えば選定された複数の温度が動作保証範囲内の最高温度と最低温度とであるときには、最高温度での各構成要素の遅延時間の合計と、最低温度での各構成要素の遅延時間との合計とのうちで、遅延時間の短い方が、検証対象区間の遅延時間として選定されることになり、実動作環境に近い環境でのタイミング検証が可能となる。
【００１７】
本発明の第１の視点の遅延時間検証方法では、上記に代えて、前記検証対象区間の遅延時間を計算する工程は、各構成要素について、複数の温度での遅延時間のうち最も短い遅延時間を当該各構成要素の最短遅延時間として選定するステップと、前記選定された各構成要素の最短遅延時間を合計した遅延時間を、前記検証対象区間の遅延時間とするステップとを有するものとすることができる。この場合、例えば選定された複数の温度が動作保証範囲内の最高温度と最低温度とであるときには、各構成要素について、最高温度での遅延時間と、最低温度での遅延時間とのうちで、遅延時間の短い方が、その構成要素の遅延時間として選定されることになる。このため、検証対象区間内には、最高温度での遅延時間が選定された構成要素と、最低温度での遅延時間が選定された構成要素とが含まれるかたちとなり、最もシビアな条件で、検証対象区間の遅延時間を検証することができる。
【００１８】
本発明の第２の視点の遅延時間検証方法では、前記検証対象区間の遅延時間を計算する工程は、検証区間の構成要素について計算された同じ温度での遅延時間を合計して温度条件毎の合計遅延時間を計算するステップと、該合計遅延時間の内で最長の合計遅延時間を、前記検証対象区間の遅延時間として選定するステップとを有するものとすることができ、或いはこれに代えて、前記検証対象区間の遅延時間を計算する工程は、各構成要素について、複数の温度での遅延時間のうち最も長い遅延時間を当該各構成要素の最長遅延時間として選定するステップと、前記選定された各構成要素の最長遅延時間を合計した遅延時間を、前記検証対象区間の遅延時間とするステップとを有するものとすることができる。
【００１９】
本発明の第３の視点の遅延時間検証方法は、検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、前記各構成要素の遅延時間を計算する工程では、使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納しあらかじめ選定された複数の温度に対応して作成された複数の遅延時間テーブルであって、前記選定された複数の温度のそれぞれについて、各構成要素に最短の遅延時間を与える条件で作成された複数の温度毎の遅延時間テーブルに基づいて、構成要素毎に複数の温度間で遅延時間テーブルに格納された遅延時間を相互に比較し、最も短い遅延時間を抽出して作成されたマージした遅延時間テーブルを用い、各構成要素について遅延時間を計算することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第３の視点の遅延時間検証方法では、温度以外の条件については遅延時間が最も短くなる条件に設定された、複数の温度で作成された遅延時間テーブルに格納された遅延時間を相互に比較し、そのうちで最も短い遅延時間を抽出して作成されたマージした遅延時間テーブルを用いて、各構成要素の遅延時間を計算する。このため、複数の温度のそれぞれで、構成要素の遅延時間を計算しなくても、検証対象区間の最短の遅延時間を求めることができ、遅延時間検証に要する時間を短縮することができる。
【００２１】
本発明の第４の視点の遅延時間検証方法は、検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、前記各構成要素の遅延時間を計算する工程では、使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納しあらかじめ選定された複数の温度に対応して作成された複数の遅延時間テーブルであって、前記選定された複数の温度のそれぞれについて、各構成要素に最長の遅延時間を与える条件で作成された複数の温度毎の遅延時間テーブルに基づいて、構成要素毎に複数の温度間で遅延時間テーブルに格納された遅延時間を相互に比較し、最も長い遅延時間を抽出して作成されたマージした遅延時間テーブルを用い、各構成要素について遅延時間を計算することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第４の視点の遅延時間検証方法では、温度以外の条件については遅延時間が最も長くなる条件に設定された、複数の温度で作成された遅延時間テーブルに格納された遅延時間を相互に比較し、そのうちで最も長い遅延時間を抽出して作成されたマージした遅延時間テーブルを用いて、各構成要素の遅延時間を計算する。このため、複数の温度のそれぞれで、構成要素の遅延時間を計算しなくても、検証対象区間の最長の遅延時間を求めることができ、遅延時間検証に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
本発明の第１から第４の視点の遅延時間検証方法では、前記選定された複数の温度は、動作保証範囲内の最低温度及び最高温度を含むことが好ましい。
【００２４】
本発明の第５の視点の遅延時間検証方法は、検証対象区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否か検証する遅延時間検証方法において、前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間を計算する工程と、前記各構成要素の遅延時間を加算して検証対象区間の遅延時間を計算する工程とを備え、前記各構成要素の遅延時間を計算する工程では、前記検証区間を構成する各構成要素の遅延時間の温度特性に逆転現象が発生する使用条件と発生しない使用条件とを予め求めておき、温度特性に逆転現象が発生しない構成要素について、使用条件と各構成要素の遅延時間とを対応付けて格納した遅延時間テーブルを用いて遅延時間を計算することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第５の視点の遅延時間検証方法では、温度特性の逆転現象が発生しない使用条件で使用される構成要素について、遅延時間テーブルを用いて遅延時間が計算されるため、例えば、従来と同様に、温度については動作保証範囲内の最低であり、その他の条件については遅延時間が最も短くなる条件で作成された遅延時間テーブルを用いて各構成要素の遅延時間を計算して検証対象区間の遅延時間を求めることで、検証対象区間の遅延時間が最短となるときの遅延時間の検証が可能となる。また、例えば、従来と同様に、温度については動作保証範囲内の最高であり、その他の条件については遅延時間が最も長くなる条件で作成された遅延時間テーブルを用いて各構成要素の遅延時間を計算して検証対象区間の遅延時間を求めることで、検証対象区間の遅延時間が最長となるときの遅延時間の検証が可能となる。
【００２６】
本発明の第５の視点の遅延時間検証方法では、温度特性に逆転現象が発生する構成要素については、逆転現象が発生しない使用条件に変更することが好ましい。この場合には、検証区間内の各構成要素は逆転現象が発生しない使用条件で使用されることとなる。
【００２７】
本発明の第５の視点の遅延時間検証方法では、温度特性に逆転現象が発生し易い構成要素は使用禁止とされることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の遅延時間検証方法では、遅延時間が最短となるときの検証対象区間の遅延時間、又は、遅延時間が最長となるときの検証対象区間の遅延時間を、複数の温度条件で作成した遅延時間テーブルを用いて計算するため、温度特性の逆転現象が現れる場合でも、その検証対象区間の遅延時間が、あらかじめ設定され所定のタイミング制約を満たすか否かを検証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態例の遅延時間検証方法の手順をフローチャートで示している。この遅延時間検証方法は、コンピュータシステムを用いて実行される。以下、本実施形態例の遅延時間検証方法によって、設計対象の半導体装置の任意の区間、例えば図６に示すフリップフロップＡ（３１）の出力から、フリップフロップＢ（３２）の入力までの間の遅延時間が、あらかじめ設定されたタイミング制約条件を満たすか否かを検証する際の手順について説明する。なお、各セルの遅延時間は、温度の上昇に伴って、単調に増加し、或いは、単調に減少するものとする。
【００３０】
遅延時間ライブラリ（図示せず）には、各セルの遅延時間が最も短くなる場合の検証用として、表１に示す遅延時間テーブルと同様なテーブルとして構成される２つの遅延時間ＭＩＮテーブル１１、１２が用意されている。第１遅延時間ＭＩＮテーブル１１は、従来の遅延時間検証に用いられる遅延時間ＭＩＮテーブルと同様に、プロセス条件は良好であり、電源電圧は動作保証範囲内の最大電圧であり、周辺温度として、動作保証範囲内の最低温度である温度Ｔ1で作成された遅延時間テーブルである。第２遅延時間ＭＩＮテーブル１２は、プロセス条件は良好であり、電源電圧は動作保証範囲内の最大電圧であり、周辺温度として、動作保証範囲内の最高温度である温度Ｔ2で作成された遅延時間テーブルである。
【００３１】
また、遅延時間ライブラリには、各セルの遅延時間が最も長くなる場合の検証用として、表１に示す遅延時間テーブルと同様なテーブルとして構成される２つの遅延時間ＭＡＸテーブル２１、２２が用意されている。第１遅延時間ＭＡＸテーブル２１は、プロセス条件が悪く、電源電圧は動作保証範囲内の最小電圧であり、周辺温度として、動作保証範囲内の最低温度である温度Ｔ1で作成された遅延時間テーブルである。第２遅延時間ＭＡＸテーブル２２は、従来の遅延時間検証に用いられる遅延時間ＭＡＸテーブルと同様に、プロセス条件が悪く、電源電圧は動作保証範囲内の最小電圧であり、周辺温度として、動作保証範囲内の最高温度である温度Ｔ2で作成された遅延時間テーブルである。
【００３２】
遅延時間検証対象の区間内の各セルの負荷容量及び入力スルーはあらかじめ見積もられている。まず、動作検証区間内の各セル、図６の例では論理回路Ａ（３３）から論理回路Ｄ（３６）に対応するセルの遅延時間を、第１遅延時間ＭＩＮテーブル１１と、各セルの負荷容量及び入力スルーとから求め、温度Ｔ1での動作検証区間の合計の遅延時間を計算する（ステップＳ１１）。次いで、動作検証区間内の各セルの遅延時間を、第２遅延時間ＭＩＮテーブル１２と、各セルの負荷容量及び入力スルーとから求め、温度Ｔ2での動作検証区間の合計の遅延時間を計算する（ステップＳ１２）。
【００３３】
ステップＳ１１で計算された温度Ｔ1での遅延時間、及び、ステップＳ１２で計算された温度Ｔ2での遅延時間のうち、遅延時間が短い方の遅延時間が、動作検証区間にあらかじめ設定されているタイミング制約条件を満たすか否かを検証する（ステップＳ１３）。この検証により、設定された動作保証範囲内で、設計対象の半導体装置内の検証対象区間の遅延時間が最も短くなるときに、その半導体装置が正しく動作するか否かが検証されることとなる。
【００３４】
遅延時間が最長となる条件についても同様に、動作検証区間内の各セルの遅延時間を、第１遅延時間ＭＡＸテーブル２１と、各セルの負荷容量及び入力スルーとから求め、温度Ｔ1での動作検証区間の合計の遅延時間を計算し（ステップＳ１４）し、各セルの遅延時間を、第２遅延時間ＭＡＸテーブル２２と、各セルの負荷容量及び入力スルーとから求めて、温度Ｔ2での動作検証区間の合計の遅延時間を計算する（ステップＳ１５）。そして、ステップＳ１４で計算された温度Ｔ1での遅延時間、及び、ステップＳ１５で計算された温度Ｔ2での遅延時間のうち、遅延時間が長い方の遅延時間が、動作検証区間にあらかじめ設定されているタイミング制約条件を満たすか否かを検証する（ステップＳ１６）。
【００３５】
本実施形態例では、動作保証範囲内の最低温度である温度Ｔ1で作成した遅延時間ＭＩＮテーブル１１と、動作保証範囲内の最高温度である温度Ｔ2で作成した遅延時間ＭＩＮテーブル１２とを用いて、遅延時間が最短となる際の、検証区間の遅延時間を計算している。このため、動作検証区間に、温度特性が正、つまり、遅延時間が温度の増加に伴って増加するセルと、温度特性が負、つまり、遅延時間が温度の増加に伴って減少するセルとが含まれる場合でも、その検証区間の最短の遅延時間を正しく計算ことができる。
【００３６】
また、本実施形態例では、温度Ｔ1で作成した遅延時間ＭＡＸテーブル２１と、温度Ｔ2で作成した遅延時間ＭＡＸテーブル２２とを用いて、遅延時間が最長となる際の、検証区間の遅延時間を計算している。このため、動作検証区間に、遅延時間の温度特性が正のセルと、温度特性が負のセルとが含まれる場合でも、その検証区間の最長の遅延時間を正しく計算ことができる。従って、本実施形態例では、このようにして計算した検証区間の最短の遅延時間と、最長の遅延時間とが所定のタイミング制約を満たすか否かを検証することにより、設計対象の半導体装置が動作保証範囲内で動作する際に、正しく動作できることを保証することができる。
【００３７】
なお、検証区間内に、温度が高くなると遅延時間が非常に長くなるセルと、温度が高くなると遅延時間が非常に短くなるセルとが、多数、かつ、ランダムに接続されるような場合には、動作保証範囲内の最低温度又は最高温度で、検証区間の遅延時間が最短又は最長にならないことも考えられる。そのような場合には、温度Ｔ1及び温度Ｔ2で検証を行うのに加えて、動作保証範囲内の任意の温度Ｔ3（Ｔ1＜Ｔ3＜Ｔ2）で作成した遅延時間ＭＩＮテーブル及び遅延時間ＭＡＸテーブルを用いて検証区間の遅延時間を求め、温度Ｔ3で検証を行うようにするとよい。
【００３８】
図２(ａ)及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の第２実施形態例の遅延時間検証方法で各セルの遅延時間を検証する際に使用される遅延時間テーブルを作成する様子を示している。本実施形態例では、遅延時間ＭＩＮテーブル１１、１２をマージした遅延時間ＭＩＮテーブル１３と、遅延時間ＭＡＸテーブル２１、２２をマージした遅延時間ＭＡＸテーブル２３とを用いて遅延時間の検証を行う。
【００３９】
マージした遅延時間ＭＩＮテーブル１３は、第１遅延時間ＭＩＮテーブル１１に格納された遅延時間と第２遅延時間ＭＩＮテーブル１２に格納された遅延時間とを比較して、双方の遅延時間のうちの遅延時間が短いほうを格納することで作成される。より詳細には、各負荷容量と各入力スルーとについて、第１遅延時間ＭＩＮテーブル１１から求めた遅延時間と、第２遅延時間ＭＩＮテーブル１２から求めた遅延時間とを比較し、双方の遅延時間のうち、遅延時間が短い方を選択して、その値をマージした遅延時間ＭＩＮテーブル１３に格納する。マージした遅延時間ＭＡＸテーブル２３も同様に、第１遅延時間ＭＡＸテーブル２１に格納された遅延時間と第２遅延時間ＭＡＸテーブル２２に格納された遅延時間と比較して、双方の遅延時間のうちの遅延時間が長いほうを選択して、その値を格納することで作成される。
【００４０】
遅延時間が最短となる条件で検証区間の遅延時間を検証する際には、動作検証区間内の各セルの遅延時間を、マージした遅延時間ＭＩＮテーブル１３と、各セルの負荷容量及び入力スルーとから求めてそれらを合計し、その合計の遅延時間が、動作検証区間にあらかじめ設定されているタイミング制約条件を満たすか否かを検証する。遅延時間が最長となる条件での検証区間の遅延時間を検証する際についても同様に、動作検証区間内の各セルの遅延時間を、マージした遅延時間ＭＡＸテーブル２３と、各セルの負荷容量及び入力スルーとから求めてそれらを合計し、その合計の遅延時間が、動作検証区間にあらかじめ設定されているタイミング制約条件を満たすか否かを検証する。
【００４１】
本実施形態例では、マージした遅延時間ＭＩＮテーブル１３、及び、マージした遅延時間ＭＡＸテーブル２３を用いて遅延時間が最短となる条件での遅延時間と、遅延時間が最長となる条件での遅延時間とを計算し、遅延時間の検証を行う。この場合、マージした遅延時間ＭＩＮテーブル１３、及び、マージした遅延時間ＭＡＸテーブル２３では、それぞれ、温度Ｔ1での遅延時間と温度Ｔ2での遅延時間とが混在するかたちとなるため、実際にはありえない厳しい条件で検証区間を検証することとなるが、遅延時間の計算は、最短条件と最長条件とについて、それぞれ１回ずつの計２回で済むため、それぞれ２回ずつの計４回の計算が必要な第１実施形態例に比して、検証に要する時間を短縮できる。
【００４２】
図３は、本発明の第３実施形態例の遅延時間検証方法の手順をフローチャートで示している。各セルにおいて、温度特性の逆転現象が現れるか否かは、セルの種類や、負荷容量、入力スルー等に依存する。本実施形態例では、使用するセルや負荷容量、入力スルー等を制限し、検証区間内の各セルを、温度特性の逆転現象が現れない条件で使用して、遅延時間を計算する。
【００４３】
図４は、あるセル（セルＡ）についての温度特性の逆転現象が現れる領域（条件）と逆転現象が現れない領域とについて示している。一般に、温度特性の逆転現象は、負荷容量が小さく、入力スルーが大きい範囲で現れやすい。温度特性の逆転現象が現れる領域、及び、逆転現象が現れない領域は、例えば、温度Ｔ1で作成された遅延時間テーブルと、温度Ｔ2で作成された遅延時間テーブルとにおいて、各負荷容量と入力スルーとの組合せでの遅延時間同士を比較することによって判別される。同図では、同図中にグラフで示す境界線（判別式）Ｄ１よりも上側の領域は逆転現象が現れる領域を示しており、境界線Ｄ１の下側の領域は逆転現象が現れない領域を示している。このような、温度特性の逆転現象が現れる領域と、現れない領域とは、遅延時間検証に先立って、あらかじめ調査される。
【００４４】
遅延時間の検証では、まず、検証区間内の各セルについて、負荷容量及び入力スルーを見積もる（ステップＳ３１）。次いで、ステップＳ３１で見積もられた負荷容量及び入力スルーに基づいて、各セルが、温度特性の逆転現象が現れる状態で使用されるか否かを調査する。この調査により、温度特性の逆転現象が現れる状態で使用されることが判明したセルについては、使用するセルを変更し、出力負荷容量を変更し、或いは、入力スルーを変更して、そのセルの使用条件が、温度特性の逆転現象が現れる領域外となるように調整される（ステップＳ３２）。
【００４５】
ステップＳ３２では、例えば、図４に示す特性を有するセルＡにおいて、ステップＳ３１で見積もられた出力負荷と入力スルーの組合せが、温度特性の逆転現象が現れる領域に属するのか、或いは、逆転現象が現れない領域に属するのかが調査される。この調査の結果、負荷容量と入力スルーの組合せが、温度特性の逆転現象が現れる領域に属すると判断されたときには、セルＡの前段や後段に調整用のセルを挿入して、負荷容量や入力スルーを変更し、変更後のセルＡの負荷容量と入力スルーの組合せが、温度特性の逆転現象が現れない領域に属するように調整される。或いは、セルＡを、それと同じ機能で異なる回路構成を有するセルであって、ステップＳ３１で見積もった負荷容量及び入力スルーの条件で、温度特性の逆転現象が現れないセルに置き換え、使用するセル自体を変更することで、温度特性の逆転現象が現れない条件となるように調整される。
【００４６】
ここで、図５は、あるセル（セルＢ）についての温度特性の逆転現象が現れる領域と逆転現象が現れない領域とについて示している。セルＡの温度特性の逆転現象が現れる領域（図４）と、セルＢの温度特性の逆転現象が現れる領域（図５）とを比較すると、セルＢの方が、温度特性の逆転現象が現れる領域が広く、セルＢは、温度特性の逆転現象が現れやすいセルであるといえる。このような逆転現象が現れやすいセルＢについては、ステップＳ３２で負荷容量と入力スルーの組合せを調整する際の調整範囲が狭くなりすぎるため、セル自体を使用禁止にしておき、半導体装置に実装しないことが望ましい。例えば、入力スルーをｘ、負荷容量をｙとするとき、判別式Ｄがｙ＝ｘに近ければ、そのセルは、温度特性の逆転現象が現れやすいセルであるとし、或いは、図５に示すグラフにおいて、温度特性の逆転現象が現れる領域の面積と、逆転現象が現れない領域の面積との比が、１に近いか、１以上であるときには、そのときには、そのセルは、逆転現象が現れやすいセルであるとする。
【００４７】
ステップＳ３２によって、検証区間内のセルを、温度特性の逆転現象が現れない条件で使用されるように調整した後に、温度Ｔ1で作成した遅延時間ＭＩＮテーブル１１を参照して検証区間の遅延時間を計算し（ステップＳ３３）、遅延時間が最短となる際に、検証区間の遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否かを検証する（ステップＳ３４）。また、温度Ｔ2で作成した遅延時間ＭＡＸテーブル２２を参照して検証区間の遅延時間を計算し（ステップＳ３５）、遅延時間が最長となる際に、遅延時間が所定のタイミング制約を満たすか否かを検証する（ステップＳ３６）。
【００４８】
本実施形態例では、ステップＳ３２で、検証区間内のセルを、温度特性の逆転現象が現れない領域で使用するように調整しているため、検証区間の遅延時間は、動作保証範囲内の最低温度Ｔ1で最も短く、動作保証範囲内の最高温度Ｔ2で最も長くなる。このため、従来と同様の手法により、温度Ｔ1で作成した遅延時間ＭＩＮテーブル１１を使用して遅延時間を計算することで、検証区間の最短の遅延時間を計算することができ、また、温度Ｔ2で作成した遅延時間ＭＡＸテーブル２２とを使用して遅延時間を計算することで、検証区間の最長の遅延時間とを計算することができる。更に、本実施形態例では、遅延時間の計算は、最短条件と最長条件とについて、それぞれ１回ずつの計２回で済むため、それぞれ２回ずつの計４回の計算が必要な第１実施形態例に比して、検証に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
なお、第１実施形態例では、温度Ｔ１での検証区間の遅延時間と、温度Ｔ２での検証区間の遅延時間とを比較して、遅延時間が短い方又は長い方を用いてタイミング検証を行ったが、これに代えて、各セルについて、温度Ｔ１での遅延時間と、温度Ｔ２での遅延時間とを比較して短い方又は長い方を採用し、その採用された遅延時間を合計して、検証区間の遅延時間を求めてもよい。この場合には、第２実施形態例で説明したマージした遅延時間テーブルを用いた検証と同様な検証を行うことができる。
【００５０】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の検証時間検証方法は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態例の遅延時間検証方法の手順を示すフローチャート。
【図２】(ａ)及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の第２実施形態例の遅延時間検証方法で各セルの遅延時間を検証する際に使用される遅延時間テーブルを作成する様子を示すブロック図。
【図３】本発明の第３実施形態例の遅延時間検証方法の手順を示すフローチャート。
【図４】あるセルについての温度特性の逆転現象が現れる領域（条件）と逆転現象が現れない領域とについて示すグラフ。
【図５】あるセルについての温度特性の逆転現象が現れる領域（条件）と逆転現象が現れない領域とについて示すグラフ。
【図６】遅延時間検証の対象区間の具体例を示すブロック図。
【図７】トランジスタの出力がＬＯＷからＨＩＧＨへ変化する際の出力電圧の時間変化の様子を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５２】
１１〜１３：遅延時間ＭＩＮテーブル
２１〜２３：遅延時間ＭＡＸテーブル
３１、３２：フリップフロップ
３３〜３６：論理回路
【図１】
2005242697.tif 000004
【図２】
2005242697.tif 000005
【図３】
2005242697.tif 000006
【図４】
2005242697.tif 000007
【図５】
2005242697.tif 000008
【図６】
2005242697.tif 000009
【図７】
2005242697.tif 000010