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Analyse des Timingverhaltens digitaler Schaltungen durch Konstruktion und Loesung eines Problems, das dem Vergleich zweier digitaler Schaltungen entspricht

IP.com Disclosure Number: IPCOM000019009D
Published in the IP.com Journal: Volume 3 Issue 9 (2003-09-25)
Included in the Prior Art Database: 2003-Sep-25
Document File: 1 page(s) / 54K

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Siemens

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Abstract

Mit Hilfe eines neuen Verfahrens kann die zeitliche Verzoegerung berechnet werden, die an einem kombinatorischen Schaltungsteil auftritt. Besondere Beruecksichtigung finden dynamische Effekte und Abhaengigkeiten, wie sie verstaerkt bei Schaltungsgroessen im Deep-Submicron-Bereich vorkommen. Somit kann die optimale Schaltrate einer Schaltung korrekt bestimmt werden. Bislang finden Modelle Anwendung, die eine relativ grobe Abschaetzung der zeitlichen Verzoegerung liefern. Fuer das neue Verfahren wird ein abstraktes mathematisches Modell eingefuehrt, welches das moegliche dynamische Verhalten eines kombinatorischen Schaltungsteils bei gegebener Timingspezifikation der Komponenten beschreibt. Stand der Technik ist es, den laengsten Pfad im Timinggraphen als obere Schranke der Verzoegerung der Schaltung zu berechnen, wobei so genannte falsche Pfade anhand verschiedener boolescher Bedingungen ausgeschlossen werden. Die Entscheidung, ob ein Pfad falsch ist erfordert dabei die aufwendige Loesung eines booleschen Erfuellbarkeitsproblems. Zusaetzlich wird zwischen Floatingmode- und Transitionmode-Simulation unterschieden, woraus sich unterschiedliche Charakterisierungen falscher Pfade ergeben. Wir schlagen vor, die Verzoegerung mittels Anwendung von Techniken, die aus dem Schaltungsvergleich bekannt sind, zu berechnen. Es wird eine boolsche Funktion f(x) konstruiert, die das rein funktionale Verhalten des Schaltungsteils beschreibt. Zu gegebener Verzoegerung d wird daraus eine Funktion zu fd(x,y) konstruiert, indem fuer lange Pfade neue Variablen y eingefuehrt werden. Es kann gezeigt werden, dass beide Funktionen genau dann gleich sind, wenn d eine gueltige Delayschranke bzgl. des Floatingmode Delays ist. Schraenkt man die erlaubten Werte von y in Abhaengigkeit von x ein, so erhaelt man die genauere Schranke bzgl. des Transitionmode Delays.

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S

© SIEMENS AG 2003 file: ifx_2003J51468.doc page: 1

Analyse des Timingverhaltens digitaler Schaltungen durch Konstruktion und Loesung eines Problems, das dem Vergleich zweier digitaler Schaltungen entspricht

Idea: Dr. Martin Mueller-Brahms, DE-Muenchen

Mit Hilfe eines neuen Verfahrens kann die zeitliche Verzoegerung berechnet werden, die an einem kombinatorischen Schaltungsteil auftritt. Besondere Beruecksichtigung finden dynamische Effekte und Abhaengigkeiten, wie sie verstaerkt bei Schaltungsgroessen im Deep-Submicron-Bereich vorkommen. Somit kann die optimale Schaltrate einer Schaltung korrekt bestimmt werden.

Bislang finden Modelle Anwendung, die eine relativ grobe Abschaetzung der zeitlichen Verzoegerung liefern.

Fuer das neue Verfahren wird ein abstraktes mathematisches Modell eingefuehrt, welches das moegliche dynamische Verhalten eines kombinatorischen Schaltungsteils bei gegebener Timingspezifikation der Komponenten beschreibt. Stand der Technik ist es, den laengsten Pfad im Timinggraphen als obere Schranke der Verzoegerung der Schaltung zu berechnen, wobei so genannte falsche Pfade anhand verschiedener boolescher Bedingungen ausgeschlossen werden. Die Entscheidung, ob ein Pfad falsch ist erfordert dabei die aufwendige Loesung eines booleschen Erfuellbarkeitsproblems. Zusaetzlich wird zwischen Floatingmode- und Transitionmode-Simulation unterschieden, woraus sich unterschiedliche Charakterisierungen falscher Pfade ergeben. Wir schlagen vor, die Verzoegerung mittels Anwendung von Techniken, die aus dem Schaltungsvergleich bekannt sind, zu berechnen. Es wird eine boolsche Funktion f(x) konstruiert, die das rein funktionale Verhalten des Schaltungsteils beschreibt. Zu gegebener Verzoegerung d wird daraus eine Funktion zu fd(x,y) konstruiert, indem fuer lange Pfade neue Variablen y eingefuehrt werden. Es kann gezeigt werden, dass beide Funktionen genau dann gleich sind, wenn d...