VLS的設(shè)計支援工學(xué)

1、1vlsivlsi設(shè)計支援工學(xué)設(shè)計支援工學(xué)lsilsi設(shè)計流設(shè)計流藤田昌宏藤田昌宏東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科電子工學(xué)専攻東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科電子工學(xué)専攻fujitaee.t.u-tokyo.ac.jphttp:/www.cad.t.u-tokyo.ac.jp2lsi使使3説明流説明流 lsi種類種類 同期回路？同期回路？ 設(shè)計流設(shè)計流 設(shè)計記述設(shè)計記述 動作合成動作合成 論理合成論理合成 配置配線配置配線 4lsilsilsi ，特定離散値用計算 実際信號値0 2信號値、3 5 高集積化向 最先端lsi、入力間積（and)計算要素（呼）數(shù)千萬個集積lsi 例：増幅、演算器、無線機(jī) 信號値

2、、連続的変化 高集積化 基本的本講義、基本的本講義、基本的lsi対象対象完全完全5lsi種類：機(jī)能種類：機(jī)能：例：例pentium（）（） 算術(shù)演算、転送、條件分岐命令逐次実行特化：（）特化：（） 同、（畫像処理、音聲処理）用専用命令多持組込型：例組込型：例dsp (攜帯電話）攜帯電話） 命令數(shù)少、応用合特殊命令 例：for (i=0;i yvar- if compare returns 01 then xvar yvar while (compare_var /= 11) loop- loop till the numbers are equal if (compare_var = 01)

3、then yvar := yvar - xvar; else xvar := xvar - yvar; end if; compare_var := compare(xvar, yvar); end loop; gcd_output = xvar;else gcd_output = 00000000; end if;18動作合成例動作合成例out = a*u + b*v + c*w + d*x + e*y19共有共有実行排他的実行上実行排他的実行上rtl 演算演算 (+, -, *, ) 共有共有 回路面積削減。、上例例if (c1) m = m +1 a;else s = s +2 b; i

4、f (c2) m = m +3 a;+1,3+2masbadder delay+1,2,3msabadder delaymux delay最小面積最小面積最小遅延最小遅延20論理式論理論理式論理 基本論理演算基本論理演算 and入力全出力、以外 or入力出力、入力全出力 not入力出力、入力出力 論理（登録）論理（登録） 半導(dǎo)體作上作基準(zhǔn)構(gòu)成 nandand+not norinvor+not and-or-inverter(aoi) aoi2: out = (a and b) or c)abcout21論理合成？論理合成？ 與論理式簡単化、登與論理式簡単化、登録回路変換録回路変換 論理式簡単化

5、 注意：、自分好獨(dú)自注意：、自分好獨(dú)自定義定義 設(shè)計効率化、各設(shè)計前、専用定義使普通 例： pentium iii 浮動小數(shù)點(diǎn)演算器用22積和形論理式簡単化積和形論理式簡単化 積和形論理式：積項(xiàng)（変數(shù)積和形論理式：積項(xiàng)（変數(shù)and)or (a and b and (not c) or (not b) and c) abc + bc 積項(xiàng)縮小拡大操作繰返、積項(xiàng)數(shù)最小化試積項(xiàng)縮小拡大操作繰返、積項(xiàng)數(shù)最小化試操作操作ababababcdcdcdcd111111ababababcdcdcdcd111111ababababcdcdcdcd111111abc + acd + bcd + abcabc +

6、abcd + abcd + abcabc + abd + abc23論理論理 論理回路構(gòu)成基本単位論理回路構(gòu)成基本単位 and,or,not,nand,nor, eor, 真理値表真理値表abcabcabcabcabcaba b c0 0 00 1 01 0 01 1 1a b c0 0 00 1 11 0 11 1 1a b c0 0 10 1 11 0 11 1 0a b c0 0 10 1 01 0 01 1 0a b c0 0 00 1 11 0 11 1 0a b0 11 024多段化多段論理式簡単化多段化多段論理式簡単化 積和形論理式多段化積和形論理式多段化 論理関數(shù) f 割関數(shù)

7、d 論理関數(shù)因數(shù)分解（、余） ac+bc+ad+bd+ef=(a+b)(c+d)+ef 多段論理式簡単化多段論理式簡単化 基本的回路変換接続変換數(shù)配線數(shù)減f = d q + rcfabed34o1o21268957bdc1xfabed34o1o212895bcc25使、分割回路各、使、分割回路各、最小集合求最小集合求 ： 分割回路各、少含一般的回路対、最小求問題一般的回路対、最小求問題np完完全全nand2invaoi21nand3nand326配置配線配置配線配置：各配置：各lsi上並上並配線：各間配線：各間関數(shù)関數(shù) 面積、総配線長 最長配線短基本的自動配置配線利用基本的自動配置配線利用 大

8、規(guī)模、時間処理 、自動： 変、一度 自分場合、人手配置配線多場合、人手配置配線多27 製造製造lsi設(shè)計動作調(diào)設(shè)計動作調(diào) lsi入力信號送、所望出力調(diào)入力信號送、所望出力調(diào) 完全調(diào)可能全入力調(diào)不可完全調(diào)可能全入力調(diào)不可能能 可能性高故障作、調(diào)可能性高故障作、調(diào) 縮退故障入力関係出力値固定 故障回路中配線 電源消費(fèi)異常大 通常、大規(guī)?；芈反髩?、容易化通常、大規(guī)?；芈反髩洹⑷菀谆O(shè)計施設(shè)計施 內(nèi)部外部見28検証検証設(shè)計仕様満否調(diào)設(shè)計仕様満否調(diào) 仕様、一般的自然言語図表現(xiàn) 仕様形式化重要通常、結(jié)果人手通常、結(jié)果人手 自動化 自動生成 結(jié)果自動解析形式的検証：設(shè)計正數(shù)學(xué)的証明形式的検証：設(shè)計正數(shù)學(xué)的証

9、明 基本的、場合等価具體的問題具體的問題 設(shè)計等価性検証 設(shè)計特定性質(zhì)満検証（）今、設(shè)計記述時間、設(shè)計正検証時間今、設(shè)計記述時間、設(shè)計正検証時間方長！方長！海外活発研究活動海外活発研究活動29、本講義、基本的、論理合成話本講義、基本的、論理合成話月日月日lsi設(shè)計、導(dǎo)入、設(shè)計、導(dǎo)入、分決定（分決定（binary decision diagrams, bdd） ）月日積和形論理式簡単化：月日積和形論理式簡単化：unate 関數(shù)利用関數(shù)利用月日繰返積和形論理式簡単化月日繰返積和形論理式簡単化月日多段論理回路生成法月日多段論理回路生成法月日休講予定月日休講予定月日多段論理回路簡単化月日多段論理回路簡単化月日月日月日論理回路最適化月日論理回路最適化月以降中野先生月以降中野先生30參考：參考：vlsi設(shè)計工學(xué)設(shè)計工學(xué)學(xué)部年木曜限學(xué)部年木曜限vlsi設(shè)計手法、設(shè)計支援手法（設(shè)計手法、設(shè)計支援手法（cad)広広 （淺）（淺） 説明説明月日月日lsi設(shè)計、導(dǎo)入、設(shè)計、導(dǎo)入、cmos論理回路論理回路月日基本的論理回路、論理回路計算機(jī)処理（分決定）月日基本的論理回路、論理回路計算機(jī)処理（分決定）月、日論理合