JP2009211655A - 半導体装置の設計方法、設計プログラム及び設計システム - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体装置の設計において、電源ノイズ量が許容値内に収まるような条件を簡単に把握すること。
【解決手段】半導体装置の設計方法は、(A)半導体装置の設計仕様に基づいて、半導体装置の電源ノイズに寄与するノイズパラメータの設計値を算出することと、(B)算出された設計値を含む所定の範囲内でノイズパラメータを可変的に設定し、設定されたノイズパラメータを用いることによって半導体装置の電源ノイズ量を算出することと、(C)上記所定の範囲内のノイズパラメータと算出された電源ノイズ量との対応関係を示すノイズデータベースを作成することと、を含む。
【選択図】図3
【解決手段】半導体装置の設計方法は、(A)半導体装置の設計仕様に基づいて、半導体装置の電源ノイズに寄与するノイズパラメータの設計値を算出することと、(B)算出された設計値を含む所定の範囲内でノイズパラメータを可変的に設定し、設定されたノイズパラメータを用いることによって半導体装置の電源ノイズ量を算出することと、(C)上記所定の範囲内のノイズパラメータと算出された電源ノイズ量との対応関係を示すノイズデータベースを作成することと、を含む。
【選択図】図3
Description
本発明は、半導体装置の設計技術に関する。特に、本発明は、電源ノイズを考慮した半導体装置の設計技術に関する。
半導体装置の微細化、高速化及び大規模化により、電源ノイズに起因する動作不良が問題となってきている。従って、電源ノイズを考慮し、動作不良が発生しないように半導体装置を設計することが望ましい。電源ノイズを低減するためには、例えば、チップサイズの変更や半導体パッケージの変更が必要となる。このような半導体装置の設計仕様の変更は、大きな後戻りであり、設計期間の増大を招く。従って、設計仕様の検討段階で電源ノイズ量を見積もり、その見積もり結果を設計に反映させることが望ましい。
特許文献1には、回路設計処理の前に、特に設計回路の論理合成の前に電源ノイズ量を見積もるための技術が開示されている。まず、半導体装置の仕様に応じて求められる電気的特性に基づいて、該半導体装置の電源供給部から接地電源までの電源供給網モデルが作成される。続いて、その電源供給網モデルの周波数解析が行われる。また、上記仕様に応じて得られる動作電流波形に基づいて周波数解析が行われる。これら2つの周波数解析の結果に基づいて、電源供給網モデルの電源ノイズが算出される。これにより、論理合成の前に、電源ノイズを把握することができる。
本願発明者は次の点に着目した。上述の関連技術によれば、論理合成より前に電源ノイズ量を見積もることができる。見積もられた電源ノイズ量が許容値を超えていた場合、電源ノイズを低減するために設計仕様を変更する必要がある。しかしながら、上述の関連技術では、電源ノイズを低減するために設計仕様をどのように変更すればよいかの指針は与えられない。つまり、設計仕様の何をどの程度変更しなければならないかを知ることはできない。結果として、設計者は、経験と勘に基づいて試行錯誤しながら設計仕様を変更し、電源ノイズの見積もりを繰り返す必要がある。
本発明の第1の観点において、半導体装置の設計方法が提供される。その設計方法は、(A)半導体装置の設計仕様に基づいて、半導体装置の電源ノイズに寄与するノイズパラメータの設計値を算出することと、(B)算出された設計値を含む所定の範囲内でノイズパラメータを可変的に設定し、設定されたノイズパラメータを用いることによって半導体装置の電源ノイズ量を算出することと、(C)上記所定の範囲内のノイズパラメータと算出された電源ノイズ量との対応関係を示すノイズデータベースを作成することと、を含む。
本発明の第2の観点において、半導体装置の設計処理をコンピュータに実行させる設計プログラムが提供される。その設計処理は、(a)半導体装置の設計仕様に基づいて、半導体装置の電源ノイズに寄与するノイズパラメータの設計値を算出することと、(b)算出された設計値を含む所定の範囲内でノイズパラメータを可変的に設定し、設定されたノイズパラメータを用いることによって半導体装置の電源ノイズ量を算出することと、(c)上記所定の範囲内のノイズパラメータと算出された電源ノイズ量との対応関係を示すノイズデータベースを作成することと、を含む。
本発明の第3の観点において、半導体装置の設計システムが提供される。その設計システムは、半導体装置の設計仕様を示す設計仕様情報が格納された記憶装置と、処理装置とを備える。処理装置は、設計仕様に基づいて、半導体装置の電源ノイズに寄与するノイズパラメータの設計値を算出する。また、処理装置は、算出された設計値を含む所定の範囲内でノイズパラメータを可変的に設定し、設定されたノイズパラメータを用いることによって半導体装置の電源ノイズ量を算出する。更に、処理装置は、上記所定の範囲内のノイズパラメータと算出された電源ノイズ量との対応関係を示すノイズデータベースを作成する。
本発明によれば、所定の範囲内のノイズパラメータと電源ノイズ量との対応関係を網羅的に示すノイズデータベースが提供される。そのノイズデータベースを用いることによって、電源ノイズの特性や変動を容易に解析することができる。また、そのノイズデータベースを参照することによって、電源ノイズ量が許容値内に収まるような条件を直ぐに知ることができる。試行錯誤を繰り返して適切な条件や設計制約を得る必要はない。従って、設計期間が大幅に短縮される。
添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る半導体装置の設計方法を説明する。本実施の形態によれば、半導体装置の電源ノイズ量が予め見積もられ、見積もられた電源ノイズ量を利用して半導体装置の設計や検証が行われる。図1は、本実施の形態に係る半導体装置の設計処理フローを概念的に示している。以下、図1で示される各ステップを詳細に説明する。
1.半導体装置の設計仕様の決定(ステップS100)
まず、半導体装置の設計仕様が決定される。特に、後のノイズ見積もり処理(ステップS200)で必要となるパラメータを算出するために用いられる物理的仕様が決定される。物理的仕様とは、チップサイズ、消費電力、パッケージ、実装ボードなどの仕様である。そして、決定された設計仕様(物理的仕様)を示す設計仕様情報DSPECが作成される。図2は、ステップS100における処理の一例を概念的に示している。
まず、半導体装置の設計仕様が決定される。特に、後のノイズ見積もり処理(ステップS200)で必要となるパラメータを算出するために用いられる物理的仕様が決定される。物理的仕様とは、チップサイズ、消費電力、パッケージ、実装ボードなどの仕様である。そして、決定された設計仕様(物理的仕様)を示す設計仕様情報DSPECが作成される。図2は、ステップS100における処理の一例を概念的に示している。
(ステップS110)
設計仕様のうち回路規模、動作周波数、搭載コアの種類や数などの情報に基づいて、チップサイズの見積もりが行われる。見積もられたチップサイズを示すチップサイズ情報D110が作成される。
設計仕様のうち回路規模、動作周波数、搭載コアの種類や数などの情報に基づいて、チップサイズの見積もりが行われる。見積もられたチップサイズを示すチップサイズ情報D110が作成される。
(ステップS120)
回路規模、動作周波数、搭載コアの種類や数などの情報、及び上述のチップサイズ情報D110に基づいて、LSIの消費電力の見積もりが行われる。見積もられた消費電力を示す消費電力情報D120が作成される。
回路規模、動作周波数、搭載コアの種類や数などの情報、及び上述のチップサイズ情報D110に基づいて、LSIの消費電力の見積もりが行われる。見積もられた消費電力を示す消費電力情報D120が作成される。
(ステップS130)
上述のチップサイズ情報D110と消費電力情報D120、及びパッケージ要求仕様に基づいて、パッケージの見積もりが行われる。パッケージ要求仕様としては、パッケージの種類、ボディサイズなどの形状、端子数などが挙げられる。見積もられたパッケージの種類、構造、電源端子数などを示すパッケージ情報D130が作成される。
上述のチップサイズ情報D110と消費電力情報D120、及びパッケージ要求仕様に基づいて、パッケージの見積もりが行われる。パッケージ要求仕様としては、パッケージの種類、ボディサイズなどの形状、端子数などが挙げられる。見積もられたパッケージの種類、構造、電源端子数などを示すパッケージ情報D130が作成される。
(ステップS140)
上述のパッケージ情報D130及びボード要求仕様に基づいて、実装ボードの見積もりが行われる。ボード要求仕様としては、実装ボードの材質、形状、配線基準、実装されるバイパスコンデンサの容量値と個数などが挙げられる。見積もられた実装ボードの種類、構造、サイズ、設計基準などを示す実装ボード情報D140が作成される。
上述のパッケージ情報D130及びボード要求仕様に基づいて、実装ボードの見積もりが行われる。ボード要求仕様としては、実装ボードの材質、形状、配線基準、実装されるバイパスコンデンサの容量値と個数などが挙げられる。見積もられた実装ボードの種類、構造、サイズ、設計基準などを示す実装ボード情報D140が作成される。
設計仕様情報DSPECは、チップサイズ情報D110、消費電力情報D120、パッケージ情報D130、実装ボード情報D140のうち少なくとも1つを含む。
2.ノイズ見積もり処理(ステップS200)
次に、ステップS100で得られた設計仕様情報DSPECに基づいて、半導体装置の電源ノイズの見積もりが行われる。図3は、ステップS200における処理フローを示している。
次に、ステップS100で得られた設計仕様情報DSPECに基づいて、半導体装置の電源ノイズの見積もりが行われる。図3は、ステップS200における処理フローを示している。
(ステップS210)
まず、設計仕様情報DSPECが示す設計仕様(物理的仕様)に基づいて、ノイズパラメータの設計値が算出される。ノイズパラメータとは、半導体装置の電源ノイズに寄与するパラメータであり、例えば次のものが挙げられる。
まず、設計仕様情報DSPECが示す設計仕様(物理的仕様)に基づいて、ノイズパラメータの設計値が算出される。ノイズパラメータとは、半導体装置の電源ノイズに寄与するパラメータであり、例えば次のものが挙げられる。
・チップ上の静止容量値(Cchip)
・チップ上の電源配線のインダクタンス値(Lchip)
・チップ上の電源配線の抵抗値(Rchip)
・パッケージの電源−GND間のループインダクタンス値(Lpkg)
・実装ボード上のバイパスコンデンサの搭載数と各容量値(Cpc)
・実装ボード上の電源配線の特性値(Rbd,Lbd,Cbd)
・実装ボード上の電源プレーンの特性値(US)
・LSI消費電流(Ichip)
・チップ上の電源配線のインダクタンス値(Lchip)
・チップ上の電源配線の抵抗値(Rchip)
・パッケージの電源−GND間のループインダクタンス値(Lpkg)
・実装ボード上のバイパスコンデンサの搭載数と各容量値(Cpc)
・実装ボード上の電源配線の特性値(Rbd,Lbd,Cbd)
・実装ボード上の電源プレーンの特性値(US)
・LSI消費電流(Ichip)
ノイズパラメータCchip、Lchip及びRchipの設計値は、チップサイズ情報D110から算出される。ノイズパラメータLpkgの設計値は、パッケージ情報D130から算出される。ノイズパラメータCpc、Rbd、Lbd、Cbd、USの設計値は、実装ボード情報D140から算出される。ノイズパラメータIchipの設計値は、消費電力情報D120から算出される。
尚、ノイズパラメータは、上記例に限られない。また、全てのノイズパラメータを算出する必要はなく、任意の種類のノイズパラメータが算出されればよい。例えば、チップ上の静止容量値(Cchip)とパッケージの電源−GND間のループインダクタンス値(Lpkg)の設計値が算出される。
(ステップS220)
次に、電源ノイズの見積もりにおけるノイズパラメータの解析条件が設定される。具体的には、電源ノイズ量の算出に際し、ステップS210で算出されたノイズパラメータの各々に関してある程度の誤差範囲が考慮される。そのため、算出された設計値を含む所定の変動範囲が、各ノイズパラメータに関して設定される。電源ノイズ量の算出は、その変動範囲内で各ノイズパラメータを様々に変化させる(振る)ことによって行われる。よって、ノイズパラメータを振る際の刻み幅(解析精度)も設定される。このような解析条件(変動範囲、刻み幅)が、次の電源ノイズ量の算出に適用される。
次に、電源ノイズの見積もりにおけるノイズパラメータの解析条件が設定される。具体的には、電源ノイズ量の算出に際し、ステップS210で算出されたノイズパラメータの各々に関してある程度の誤差範囲が考慮される。そのため、算出された設計値を含む所定の変動範囲が、各ノイズパラメータに関して設定される。電源ノイズ量の算出は、その変動範囲内で各ノイズパラメータを様々に変化させる(振る)ことによって行われる。よって、ノイズパラメータを振る際の刻み幅(解析精度)も設定される。このような解析条件(変動範囲、刻み幅)が、次の電源ノイズ量の算出に適用される。
(ステップS230)
次に、回路シミュレーションやモデルを用いた周知のノイズ解析手法により電源ノイズ量が算出される。このとき、各ノイズパラメータは上記変動範囲内で可変的に設定され、それにより電源ノイズ量が網羅的に算出される。
次に、回路シミュレーションやモデルを用いた周知のノイズ解析手法により電源ノイズ量が算出される。このとき、各ノイズパラメータは上記変動範囲内で可変的に設定され、それにより電源ノイズ量が網羅的に算出される。
例えば、あるノイズパラメータ(例:Cchip)を変動範囲内で変化させる場合を考える。このとき、他のノイズパラメータ(例:Lpkg)は例えば設計値に固定される。図3に示されるように、まず、当該ノイズパラメータが初期値に設定される(ステップS231)。次に、設定されたノイズパラメータを用いることによって、電源ノイズ量が算出される(ステップS232)。更に、当該ノイズパラメータは変動範囲内で他の値に変更され(ステップS234)、再度電源ノイズ量が算出される(ステップS232)。当該ノイズパラメータのある設定値と他の設定値との差は、上記刻み幅に設定される。このような処理が繰り返され、変動範囲全体にわたって計算が終了すれば(ステップS233;Yes)、当該ノイズパラメータに関する解析は終了する。他のノイズパラメータに関しても同様である。
(ステップS240)
ステップS230での計算結果を示すノイズデータベースDNOSが作成される。このノイズデータベースDNOSは、「上記変動範囲内のノイズパラメータ」と「算出された電源ノイズ量」との対応関係を網羅的に示している。図4及び図5のそれぞれは、得られるノイズデータベースDNOSの一例を説明するためのテーブル及びグラフである。図4及び図5で示される例では、変動範囲内のノイズパラメータ(Cchip)と電源ノイズ量(Vnoise)との関係が示されている。また、変動範囲内のノイズパラメータ(Cchip)と共振周波数(fres)との関係も示されている。ノイズデータベースDNOSは、図4のようなテーブル形式で与えられてもよいし、図5のようなグラフ形式で与えられてもよい。作成されたノイズデータベースDNOSは、例えば表示装置に表示される。
ステップS230での計算結果を示すノイズデータベースDNOSが作成される。このノイズデータベースDNOSは、「上記変動範囲内のノイズパラメータ」と「算出された電源ノイズ量」との対応関係を網羅的に示している。図4及び図5のそれぞれは、得られるノイズデータベースDNOSの一例を説明するためのテーブル及びグラフである。図4及び図5で示される例では、変動範囲内のノイズパラメータ(Cchip)と電源ノイズ量(Vnoise)との関係が示されている。また、変動範囲内のノイズパラメータ(Cchip)と共振周波数(fres)との関係も示されている。ノイズデータベースDNOSは、図4のようなテーブル形式で与えられてもよいし、図5のようなグラフ形式で与えられてもよい。作成されたノイズデータベースDNOSは、例えば表示装置に表示される。
3.ノイズデータベースの解析(ステップS300)
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、所定の変動範囲内のノイズパラメータと電源ノイズ量との対応関係を網羅的に示すノイズデータベースDNOSが提供される。そのノイズデータベースDNOSを用いることによって、電源ノイズの特性や変動を容易に解析することができる。例えば、あるノイズパラメータを変化させたとき電源ノイズがどう変動するかを解析することができる。また、どうすれば電源ノイズが低減されるかを判断することもできる。よって、ノイズデータベースDNOSは、ノイズ解析の指針となり得る。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、所定の変動範囲内のノイズパラメータと電源ノイズ量との対応関係を網羅的に示すノイズデータベースDNOSが提供される。そのノイズデータベースDNOSを用いることによって、電源ノイズの特性や変動を容易に解析することができる。例えば、あるノイズパラメータを変化させたとき電源ノイズがどう変動するかを解析することができる。また、どうすれば電源ノイズが低減されるかを判断することもできる。よって、ノイズデータベースDNOSは、ノイズ解析の指針となり得る。
また、ノイズデータベースDNOSを参照することによって、電源ノイズ量が所定の許容値内に収まるような条件を得ることができる。その条件は、電源ノイズ量が許容値内に収まるようなノイズパラメータの“許容範囲”として与えられることに留意されたい。このように得られる条件(ノイズパラメータの許容範囲)が、回路設計における「設計制約(制約範囲)」として用いられる。本実施の形態によれば、電源ノイズ量が許容値以下となる適切な設計制約範囲(ノイズパラメータの許容範囲)を直ぐに知ることができる。それは、所定の変動範囲内のノイズパラメータと電源ノイズ量との対応関係を網羅的に示すノイズデータベースDNOSが参照されるからである。試行錯誤を繰り返して適切な条件や設計制約を得る必要はない。従って、設計期間が大幅に短縮される。
また、設計制約は、ステップS100で決定された物理的仕様において実現可能なものであることが望ましい。例えば、あるチップサイズの半導体チップに搭載可能な最大容量値が30nFである場合、静止容量値Cchipは30nF以下であることが望ましい。従って、その条件(Cchip:30nF以下)を満足するように、ノイズパラメータCchipの許容範囲は決定される。このように、本実施の形態によれば、ノイズパラメータの許容範囲は、物理的仕様(チップサイズ等)から要求される条件を満足するように決定される。言い換えれば、半導体装置の物理的仕様の観点から実現不可能な条件は、設計制約範囲から除外される。実現不可能な条件をあらかじめ設計制約範囲から外しておくことにより、後の段階で設計回路が実現不可能であることが発覚することを未然に防ぐことができる。結果として、回路設計のやり直しや設計仕様の変更が抑制される。
このようにして決定された設計制約範囲を示す設計制約情報DCONが作成される。設計制約情報DCONは、電源ノイズ量が許容値内に収まるような各ノイズパラメータの“許容範囲”を示している。設計制約情報DCONは、チップ制約(Cchip,Lchip,Rchipなどに関する設計制約)、パッケージ制約(Lpkgなどに関する設計制約)、実装ボード制約(Cpc、Rbd、Lbd、Cbd、USなどに関する設計制約)を別々に含んでいてもよい。
4.回路設計(ステップS400)
電源ノイズの見積もり(ステップS200)及び設計制約範囲の決定(ステップS300)を予め行った後に、一般的な方法で回路設計が行われる。具体的には、論理合成や自動レイアウト処理が実行される。回路設計段階で、上述の設計制約情報DCONが参照されてもよい。ステップS400の結果、設計された回路情報を示す設計回路情報DSGNが作成される。
電源ノイズの見積もり(ステップS200)及び設計制約範囲の決定(ステップS300)を予め行った後に、一般的な方法で回路設計が行われる。具体的には、論理合成や自動レイアウト処理が実行される。回路設計段階で、上述の設計制約情報DCONが参照されてもよい。ステップS400の結果、設計された回路情報を示す設計回路情報DSGNが作成される。
5.設計回路の検証(ステップS500)
続いて、ステップS400で得られた設計回路の検証が行われる。例えば、レイアウト検証やタイミング検証が行われる。また、ノイズ検証も行われる。この場合、上述の設計制約情報DCONが参照され、設計回路が設計制約範囲(ノイズパラメータの許容範囲)を満足しているかどうかが検証される。検証結果がフェイルの場合(ステップS500;No)、回路設計(ステップS400)が再度実施される。検証結果がパスの場合(ステップS500;Yes)、最終的な設計回路が決定する。本実施の形態によれば、設計制約は、電源ノイズ量が許容値以下となるノイズパラメータの“許容範囲”として与えられている。すなわち、設計制約は、許容誤差を含む設計制約範囲として与えられている。そのため、検証結果がフェイルになる確率が極めて低くなる。従って、設計期間と設計コストが大幅に低減される。
続いて、ステップS400で得られた設計回路の検証が行われる。例えば、レイアウト検証やタイミング検証が行われる。また、ノイズ検証も行われる。この場合、上述の設計制約情報DCONが参照され、設計回路が設計制約範囲(ノイズパラメータの許容範囲)を満足しているかどうかが検証される。検証結果がフェイルの場合(ステップS500;No)、回路設計(ステップS400)が再度実施される。検証結果がパスの場合(ステップS500;Yes)、最終的な設計回路が決定する。本実施の形態によれば、設計制約は、電源ノイズ量が許容値以下となるノイズパラメータの“許容範囲”として与えられている。すなわち、設計制約は、許容誤差を含む設計制約範囲として与えられている。そのため、検証結果がフェイルになる確率が極めて低くなる。従って、設計期間と設計コストが大幅に低減される。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、ステップS300で作成された設計制約情報DCONが、ステップS400、S500で参照される。設計回路のノイズパラメータが設計制約情報DCONで示される許容範囲を満足するようにデバイス設計が行われる。尚、設計及び検証は、チップ段階、パッケージ段階、実装ボード段階のそれぞれで実施される。
6.設計システム
本実施の形態に係る設計方法は、コンピュータシステムによって実現され得る。図6は、そのようなコンピュータシステムの構成の一例を示すブロック図である。
本実施の形態に係る設計方法は、コンピュータシステムによって実現され得る。図6は、そのようなコンピュータシステムの構成の一例を示すブロック図である。
図6に示される設計システム1(コンピュータシステム)は、プロセッサ2、記憶装置3、入力装置4及び出力装置5を備えている。プロセッサ2はCPUを含んでいる。記憶装置3としては、RAMやHDDが例示される。記憶装置3には、設計仕様情報DSPEC、ノイズデータベースDNOS、設計制約情報DCON、設計回路情報DSGNなどが格納される。入力装置4としては、キーボード、マウス、メディアドライブが例示される。出力装置5としては、ディスプレイやプリンタが例示される。設計者は、出力装置5から出力される情報を参照しながら、入力装置4を用いることにより各種コマンドやデータを入力することができる。
設計システム1は更に、設計処理のための設計プログラムPROGを備えている。設計プログラムPROGは、プロセッサ2によって実行されるソフトウェアプログラムである。設計プログラムPROGは、記憶装置3に格納されていてもよいし、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。設計プログラムPROGは、ノイズ算出プログラムP200、制約決定プログラムP300、回路設計プログラムP400及び回路検証プログラムP500を含んでいる。ノイズ算出プログラムP200、制約決定プログラムP300、回路設計プログラムP400及び回路検証プログラムP500は、それぞれ上述のステップS200、S300、S400及びS500の処理機能を提供する。
プロセッサ2はそれぞれのプログラムP200〜P500を実行し、それにより本実施の形態に係る設計処理が実現される。具体的には、ノイズ算出プログラムP200に従って、プロセッサ2は、記憶装置3から設計仕様情報DSPECを読み出し、ステップS200の処理を行い、ノイズデータベースDNOSを作成する。ノイズデータベースDNOSは、出力装置5から出力されてもよい。例えば、図5で示されたようなグラフがディスプレイに表示される。また、制約決定プログラムP300に従って、プロセッサ2は、設計仕様情報DSPECとノイズデータベースDNOSを記憶装置3から読み出し、ステップS300の処理を行い、設計制約情報DCONを作成する。また、回路設計プログラムP400に従って、プロセッサ2は、ステップS400の処理を行い、設計回路情報DSGNを作成する。また、回路検証プログラムP500に従って、プロセッサ2は、設計制約情報DCONと設計回路情報DSGNを記憶装置3から読み出し、ステップS500の処理を行う。
7.効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、所定の変動範囲内のノイズパラメータと電源ノイズ量との対応関係を網羅的に示すノイズデータベースDNOSが提供される。そのノイズデータベースDNOSを用いることによって、電源ノイズの特性や変動を容易に解析することができる。また、ノイズデータベースDNOSを参照することによって、電源ノイズ量が許容値内に収まるような適切な条件(設計制約)を直ぐに知ることができる。試行錯誤を繰り返して適切な条件や設計制約を得る必要はない。従って、設計期間が大幅に短縮される。
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、所定の変動範囲内のノイズパラメータと電源ノイズ量との対応関係を網羅的に示すノイズデータベースDNOSが提供される。そのノイズデータベースDNOSを用いることによって、電源ノイズの特性や変動を容易に解析することができる。また、ノイズデータベースDNOSを参照することによって、電源ノイズ量が許容値内に収まるような適切な条件(設計制約)を直ぐに知ることができる。試行錯誤を繰り返して適切な条件や設計制約を得る必要はない。従って、設計期間が大幅に短縮される。
また、本実施の形態によれば、設計制約は、電源ノイズ量が許容値内に収まるようなノイズパラメータの“許容範囲”として与えられる。すなわち、設計制約は、許容誤差を含む設計制約範囲として与えられる。比較例として、設計制約がノイズパラメータの“特定の値”として与えられる場合を考える。この場合、その設計制約が回路設計工程で考慮されたとしても、実際に設計される回路がその設計制約を満たす可能性は非常に低い。従って、回路検証の結果がフェイルになり易くなり、回路設計のやり直し回数が増大する。あるいは、回路検証において、電源ノイズの見積もり及び検証を再度実施する必要がある。これらのことは、設計期間と設計コストの増大を招く。一方、本実施の形態に係る回路検証(ステップS500)では、設計回路が設計制約範囲を満足しているかどうかを確認するだけでよい。設計制約が許容誤差を含んでいるため、回路検証(ステップS500)の結果がフェイルになる確率が極めて低くなる。従って、設計期間と設計コストが大幅に低減される。
更に、本実施の形態では、半導体装置の物理的仕様(チップサイズ等)の観点から実現不可能な条件を設計制約範囲から除外することもできる。実現不可能な条件をあらかじめ設計制約範囲から外しておくことにより、後の段階で設計回路が実現不可能であることが発覚することを未然に防ぐことができる。結果として、回路設計のやり直しや設計仕様の変更が抑制される。このことも、設計期間と設計コストの低減に寄与する。
以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
1 設計システム
2 プロセッサ
3 記憶装置
4 入力装置
5 出力装置
PROG 設計プログラム
P200 ノイズ算出プログラム
P300 制約決定プログラム
P400 回路設計プログラム
P500 回路検証プログラム
DSPEC 設計仕様情報
DNOS ノイズデータベース
DCON 設計制約情報
DSGN 設計回路情報
2 プロセッサ
3 記憶装置
4 入力装置
5 出力装置
PROG 設計プログラム
P200 ノイズ算出プログラム
P300 制約決定プログラム
P400 回路設計プログラム
P500 回路検証プログラム
DSPEC 設計仕様情報
DNOS ノイズデータベース
DCON 設計制約情報
DSGN 設計回路情報
Claims (7)
- 半導体装置の設計方法であって、
(A)前記半導体装置の設計仕様に基づいて、前記半導体装置の電源ノイズに寄与するノイズパラメータの設計値を算出することと、
(B)前記算出された設計値を含む所定の範囲内で前記ノイズパラメータを可変的に設定し、前記設定されたノイズパラメータを用いることによって前記半導体装置の電源ノイズ量を算出することと、
(C)前記所定の範囲内の前記ノイズパラメータと前記算出された電源ノイズ量との対応関係を示すノイズデータベースを作成することと
を含む
設計方法。 - 請求項1に記載の設計方法であって、
更に、
(D)前記ノイズデータベースを参照し、前記算出された電源ノイズ量が所定の許容値内に収まるような前記ノイズパラメータの許容範囲を決定することと、
(E)前記ノイズパラメータの前記許容範囲を示す設計制約情報を作成することと
を含む
設計方法。 - 請求項2に記載の設計方法であって、
前記ノイズパラメータの前記許容範囲は、更に、前記半導体装置の物理的仕様から要求される条件を満足するように決定される
設計方法。 - 請求項2又は3に記載の設計方法であって、
更に、(F)前記設計制約情報を参照し、前記ノイズパラメータが前記許容範囲を満足するように前記半導体装置の回路設計を行うことを含む
設計方法。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の設計方法であって、
前記半導体装置の前記設計仕様は、チップサイズ、消費電力、パッケージ及び実装ボードのうち少なくとも1つの情報を含む
設計方法。 - 半導体装置の設計処理をコンピュータに実行させる設計プログラムであって、
前記設計処理は、
(a)前記半導体装置の設計仕様に基づいて、前記半導体装置の電源ノイズに寄与するノイズパラメータの設計値を算出することと、
(b)前記算出された設計値を含む所定の範囲内で前記ノイズパラメータを可変的に設定し、前記設定されたノイズパラメータを用いることによって前記半導体装置の電源ノイズ量を算出することと、
(c)前記所定の範囲内の前記ノイズパラメータと前記算出された電源ノイズ量との対応関係を示すノイズデータベースを作成することと
を含む
設計プログラム。 - 半導体装置の設計システムであって、
前記半導体装置の設計仕様を示す設計仕様情報が格納された記憶装置と、
処理装置と
を備え、
前記処理装置は、
前記設計仕様に基づいて、前記半導体装置の電源ノイズに寄与するノイズパラメータの設計値を算出し、
前記算出された設計値を含む所定の範囲内で前記ノイズパラメータを可変的に設定し、
前記設定されたノイズパラメータを用いることによって前記半導体装置の電源ノイズ量を算出し、
前記所定の範囲内の前記ノイズパラメータと前記算出された電源ノイズ量との対応関係を示すノイズデータベースを作成する
設計システム。
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