정적 타이밍 분석 방법{ Method for analysing static timing }

도 1은 칩 상에서의 일반적인 신호 전달 경로를 나타낸 도면.

도 2는 기존의 프라임 타임 리포트 파일의 요약 파일을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 프라임 타임(Prime Time)의 리포트의 실시예를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 정적 타이밍 분석 방법의 실시예를 나타낸 순서도.

도 5는 본 발명의 프라임 타임 리포트 파일의 요약 파일을 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 기판 20 : 칩

30 : 셀(Cell) A : 입력 경로(Input Path)

B : 출력 경로(Output Path) C : 내부 경로(Internal Path)

D : 입력-출력 경로(Feedthrough Path)

본 발명은 정적 타이밍 분석(Static Timing Analysis : STA) 방법에 관한 것이다.

DRAM(Dynamic Random Access Memory)과 같은 반도체 메모리 장치나 주문형 반도체 장치(ASIC : Application Specific Integrated Circuit) 등은 반도체 회로의 설계와 공정, 칩 테스트 또는 패키지 후 테스트 등 일련의 여러 단계를 거쳐 제품으로 출시된다.

이때, VLSI(Very Large Scale Integration) 설계시 회로 상에 존재하는 타이밍 에러(Timing Error)를 찾기 위한 방법으로 동적 타이밍 분석(Dynamic Timing Analysis : DTA)과 정적 타이밍 분석(Static Timing Analysis : STA)이 있다.

상기 동적 타이밍 분석은 일정한 형태의 시험 입력(Stimulus)을 회로에 가하여 회로 내의 기억 소자(Memory Element) 간의 타이밍 관계를 고찰함으로써 취약점을 찾아내고 이를 보완하기 위한 것이다.

그러나, 시험 입력의 길이는 유한 할 수밖에 없기 때문에 회로 내에서 발생할 수 있는 모든 경우를 시뮬레이션하는 것은 불가능하다.

또한, VLSI 설계 기술이 발전함에 따라 집적도 및 복잡도가 비례적으로 증가하고 있어 이러한 문제는 더욱 심각해지고 있다.

이에 반하여, 정적 타이밍 분석은 특정 형태의 시험 입력을 가하는 방식이 아니라 회로를 구성하는 기억 소자 간에 존재하는 모든 신호 전달 경로를 고려하여 불안정한 동작을 보일 수 있는 경로를 찾는 분석 방식이다.

즉, 정적 타이밍 분석은 설계된 반도체 메모리 또는 로직에 입출력되는 신호들 사이의 타이밍을 분석하여, 설계된 반도체 회로나 로직이 타이밍에 문제없이 정상적으로 동작될 수 있는가를 테스트하는 것이다.

이와 같은, 정적 타이밍 분석(STA)은 설계된 반도체 회로나 로직이 입력되면, 소정 데이터 베이스에 저장되어 있는 각종의 셀(Cell)들 즉, 트랜지스터, 게이트 레벨의 셀, 단위 로직(AND, OR 등)레벨의 셀, 또는 특수 기능(입출력 간 딜레이 계산이 어려운 감지 증폭 플립플롭 등)의 셀 등에 대한 딜레이(Delay) 모델로부터, 상기 입력된 반도체 회로나 로직에 대응되는 딜레이 모델들을 추출하여 입출력 신호들 사이의 타이밍을 해석하고, 그 회로나 로직에 존재하는 노드들 사이의 딜레이 값들을 리포트 해주는 정적 타이밍 해석 장비(STA Tool)에 의한다.

현재 칩 설계의 후속 과정(Back-End)에서 정적 타이밍 분석을 위해 사용되는 대표적인 툴로 Synopsys 사의 프라임 타임(Prime Time : PT)이 있다.

상기 프라임 타임(Prime Time)은 클락(Clock)으로 선언된 모든 클락에 대하여 기억 소자 간의 신호 전달 경로(Path)를 파악하고, 지연 시간이 필요 시간을 벗어나는 경로에 대한 분석 리포트를 제공하며, 분석된 결과에 근거한 재합성 기능을 제공한다.

도 1은 칩 상에서의 일반적인 신호 전달 경로를 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, PCB(Printed Circuit Board)와 같은 기판(10) 상에 칩(20)이 형성되어 있으며, 상기 칩(20)은 여러 셀(30)들을 내장하고 있다.

여기서, 칩(20)의 입력 포트(Input Port)에서 칩(20) 내의 셀(30)로 향하는 신호의 경로를 입력 경로(Input Path)(A), 셀(30)에서 칩(20)의 출력 포트(Output Port)로 향하는 신호의 경로를 출력 경로(Output Path)(B), 칩(20) 내의 셀(30)에 서 또 다른 셀(30)로 향하는 신호의 경로를 내부 경로(Internal Path)(C), 칩(20)의 입력 포트에서 칩(20)의 출력 포트로 향하는 신호의 경로를 입력-출력 경로(Feedthrough Path)(D)라 한다.

사용자는 프라임 타임이 제공하는 분석 리포트를 참조하여 입력 경로(Input Path)(A), 출력 경로(Output Path)(B), 내부 경로(Internal Path)(C), 입력-출력 경로(Feedthrough Path)(D)에 대한 바이얼레이션(Violation)의 수정 여부를 판단하게 된다.

그러나, 상기 프라임 타임이 제공하는 리포트는 모든 바이얼레이션 정보를 임의의 순서로 담고 있어서 사용자가 원하는 정보를 선택적으로 보기에는 상당히 불편하며 많은 시간이 소요되었다.

즉, 종래의 프라임 타임 리포트는 바이얼레이션 정보가 상기 입력 경로(Input Path)(A), 출력 경로(Output Path)(B), 내부 경로(Internal Path)(C), 입력-출력 경로(Feedthrough Path)(D) 별로 분류되어 제공되는 것이 아니어서, 사용자가 원하는 경로의 바이얼레이션 정보를 선택적으로 보기에는 상당한 불편함이 있었다.

예를 들어, 사용자가 내부 경로(Internal Path)(C)에서의 바이얼레이션(이하, '내부 바이얼레이션'이라 한다.) 정보에 대해서만 살펴보고자 하는 경우, 리포트 파일 중에서 내부 바이얼레이션(Internal Violation)에 대해서만 상세한 리포트를 얻기 위한 스크립트(Script)를 만들어야 했으나, 이는 수작업으로 이루어지는 것으로 작업의 속도가 느리다는 문제점이 있다.

특히, 내부 바이얼레이션(Internal Violation)의 경우, 단순히 경로 별로 리포트 파일을 분류하는것 뿐만 아니라 엔드 포인트(Endpoint)의 핀 이름까지 정확히 찾아내는 것이 필요하다.

즉, 내부 경로(Internal Path)(C)는 칩(20) 내부의 소정의 스타트 포인트(Startpoint)에서 소정의 엔드 포인트(Endpoint)에 이르는 경로인데, 엔드 포인트에 해당하는 셀(예를 들면, 플립플롭)이 여러 개의 입력 핀을 가지고 있는 경우, 해당 핀의 이름까지 정확히 찾아내야 그 경로에 대한 정확한 정보를 제공해줄 수 있다.

그리고, 프라임 타임은 리포트에 대한 요약 파일(Summary File)도 함께 제공하여 주는데, 도 2는 기존의 프라임 타임 리포트 파일의 요약 파일을 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 기존의 프라임 타임 리포트 파일의 요약 파일은 클락 그룹(Clock Group)별(50)(60)로 제공되며, 엔드 포인트(Endpoint)에 대한 정보(55)(65)도 각 경로별로 분류되어 있지 않은 것을 볼 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 프라임 타임 리포트 파일을 입력 경로(Input Path), 출력 경로(Output Path), 내부 경로(Internal Path), 입력-출력 경로(Feedthrough Path) 별로 자동 분류하여 바이얼레이션 수정 여부의 판단 속도를 향상시켜 주는 정적 타이밍 분석 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 프라임 타임 리포트 파일의 요약 파일에 해당 경로의 엔드 포인트뿐만 아니라 스타트 포인트에 대한 정보도 포함하여 각 경로별로 분류할 수 있도록 함으로써, 사용자의 편의를 향상시키는 정적 타이밍 분석 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부 바이얼레이션(Internal Violation)의 경우, 경로 별로 리포트 파일을 분류하고, 엔드 포인트(Endpoint)의 핀 이름까지 검출하여 내부 바이얼레이션에 대한 프라임 타임용 상세 리포트를 생성하기 위한 스크립트(Script)를 자동으로 생성함으로써, 작업의 속도 및 정확성을 향상시키는 정적 타이밍 분석 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 정적 타이밍 분석 방법의 바람직한 실시예는, 프라임 타임(Prime Time) 리포트 파일의 'Startpoint'로 시작하는 행에서 해당 경로(Path)에 대한 정보를 추출하는 단계와, 상기 리포트 파일의 'Endpoint'로 시작하는 행에서 해당 경로에 대한 정보를 추출하는 단계와, 상기 'Startpoint'로 시작하는 행 및 'Endpoint'로 시작하는 행에서 추출한 정보를 이용하여 상기 리포트 파일을 경로별로 분류하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 리포트 파일을 경로별로 분류하는 단계는, 상기 'Startpoint'가 입력 경로(Input Path)에 관련되는지 아니면 내부 경로(Internal Path)에 관련되는지를 판단하는 단계와, 상기 'Endpoint'가 출력 경로(Output Path)에 관련되는지 아니면 내부 경로(Internal Path)에 관련되는지를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과에 따라, 상기 리포트 파일을 입력 경로(Input Path), 출력 경로(Output Path), 내부 경로(Internal Path) 및 입력-출력 경로(Feedthrough Path) 중 어느 하나의 경로로 분류하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 정적 타이밍 분석 방법에 관해 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 프라임 타임(Prime Time)의 리포트의 실시예를 나타낸 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 프라임 타임 리포트는 텍스트 기반으로 되어 있다.

여기서, 스타트 포인트(Startpoint)(100)는 경로가 시작되는 곳의 정보를 나타내는데, 경로가 시작되는 셀(Cell)(예를 들면, AND 게이트, OR 게이트, 플립플롭 등)의 이름과, 해당 경로에 대한 정보 및 클락(Clock) 이름 등의 정보가 포함된다.

엔드 포인트(Endpoint)(110)는 경로가 끝나는 곳의 정보를 나타내며, 경로가 끝나는 셀의 이름과, 해당 경로에 대한 정보 및 클락 이름 등의 정보가 포함된다.

패스 그룹(Path Group)(120)은 해당 경로의 클락 그룹(Clock Group)에 대한 정보를 나타낸다.

패스 타입(Path Type)(130)은 해당 경로가 셋업(Setup) 방식인지 홀드(Hold) 방식인지에 대한 정보를 나타낸다.

이와 같이, 프라임 타임 리포트의 전반부에는 해당 경로에 대한 상세 정보가 포함되어 있으며, 본 발명에서는 이러한 정보를 이용하여 상기 리포트를 입력 경로(Input Path), 출력 경로(Output Path), 내부 경로(Internal Path) 및 입력-출력 경로(Feedthrough Path) 별로 분류한다.

즉, 상기 프라임 타임 리포트의 스타트 포인트(100)와 엔드 포인트(110)의 해당 경로에 대한 정보를 추출하여 상기 경로가 입력 경로(Input Path), 출력 경로(Output Path), 내부 경로(Internal Path) 및 입력-출력 경로(Feedthrough Path) 중 어느 경로에 해당하는 지를 판별한다.

예를 들어, 도 3에서 스타트 포인트(100)와 엔드 포인트(110)의 해당 경로에 대한 정보를 살펴보면, 스타트 포인트(100)에서 해당 경로에 대한 정보로 'input port'가 기록되어 있으며, 엔드 포인트(110)에서 해당 경로에 대한 정보로 'rising edge-triggered flip-flop' 이라고 기록되어 있으므로 해당 경로는 "입력 경로(Input Path)"인 것을 알 수 있다.

따라서, 해당 리포트 파일을 입력 경로(Input Path) 리포트 파일로 분류하며, 상기와 같은 방법으로 각 리포트 파일들을 경로 별로 분류할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명의 정적 타이밍 분석 방법의 실시예를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 정적 타이밍 분석 방법의 실시예를 나타낸 순서도이다.

이에 도시된 바와 같이, 먼저 프라임 타임 리포트 파일을 한 줄씩 읽어나가면서, 현재 읽어나가는 행이 'Startpoint'로 시작하는 지를 확인한다(단계 S 100).

상기 단계 S 100의 확인 결과, 현재 읽어나가는 행이 'Startpoint'로 시작하는 경우, 해당 경로의 'Startpoint'가 '입력 경로(Input Path)'에 관련되는지 아니면 '내부 경로(Internal Path)'에 관련되는지를 판단하고, 해당 경로에 대한 클락(Clock)을 찾아 변수로 지정하여 둔다(단계 S 110).

도 3을 예를 들면, 현재 읽어나가는 행이 'Startpoint'로 시작하는 경우, 상기 리포트 파일의 ' input port clocked by memclk '의 기록에 의해 해당 경로의 'Startpoint'가 '입력 경로(Input Path)'에 관련되어 있고, 해당 경로에 대한 클락이 'memclk'라는 것을 알 수 있으며, 이를 변수로 지정하여 둔다.

다음으로, 현재 읽어나가는 행이 'Endpoint'로 시작하는지를 확인한 후(단계 S 120), 현재 읽어나가는 행이 'Endpoint'로 시작하는 경우, 해당 경로의 'Endpoint'가 '출력 경로(Output Path)'에 관련되는지 아니면 '내부 경로(Internal Path)'에 관련되는지를 판단하고, 해당 경로에 대한 클락을 찾아 변수로 지정하여 둔다(단계 S 130).

도 3에서, 현재 읽어나가는 행이 'Endpoint'로 시작하는 경우, 상기 리포트 파일의 ' rising edge-triggered flip-flop clocked by memclk '의 기록에 의해 해당 경로의 'Endpoint'가 '내부 경로(Internal Path)'에 관련되어 있고, 해당 경로에 대한 클락이 'memclk'라는 것을 알 수 있으며, 이를 변수로 지정하여 둔다.

이어서, 상기 'Startpoint' 및 'Endpoint'의 해당 경로에 대한 정보로부터 상기 리포트 파일이 어떤 경로에 대한 리포트 파일인지를 파악하여 경로별로 리포트 파일을 분류한다(단계 S 140).

도 3의 경우, 'Startpoint'가 '입력 경로(Input Path)'에 관련되고, 'Endpoint'가 '내부 경로(Internal Path)'에 관련된 것으로 보아 상기 리포트 파일은 '입력 경로(Input Path)'인 것을 알 수 있으며, 상기 리포트 파일을 '입력 경로(Input Path)' 리포트 파일에 기록한다.

또 다른 예를 들면, 만약 리포트 파일에서 'Startpoint'의 해당 경로에 대한 정보가 'rising edge-triggered flip-flop clocked by memclk'로 기록되어 있고, 'Endpoint'의 해당 경로에 대한 정보가 'rising edge-triggered flip-flop clocked by memclk'로 기록되어 있다면, 상기 리포트 파일은 '내부 경로(Internal Path)'인 것을 알 수 있으며, 상기 리포트 파일을 '내부 경로(Internal Path)' 리포트 파일에 기록한다.

여기서, 각 리포트 파일을 경로별로 분류할 때, 'Status'라는 변수를 생성하고 상기 변수 내에 '입력 경로(Input Path)'는 00으로 지정하고, '출력 경로(Output Path)'는 01로, '내부 경로(Internal Path)'는 10으로, '입력-출력 경로(Feedthrough Path)'는 11로 지정하여 두면, 일정 명령어를 통하여 각 리포트 파일을 경로별로 손쉽게 분류할 수 있다.

그리고, 후술할 리포트 파일의 요약 파일(Summary File)을 제공하기 위해 상기 단계 130 이후에, 해당 경로의 패스 타입(Path Type) 및 패스 그룹(Path Group)에 관한 정보를 변수로 지정하여 두는 과정을 더 추가할 수 있다.

본 발명은 프라임 타임 리포트 파일의 요약 파일(Summary File)을 제공하는데, 도 5는 본 발명의 프라임 타임 리포트 파일의 요약 파일을 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프라임 타임 리포트 파일은 해당 경로의 패스 타입(Path Type)(200)이 max 인지 min 인지를 제공하여 주고, 해당 경로의 스타트 포인트의 패스 그룹(Path Group)(210)과 엔드 포인트의 패스 그룹(220)을 제공하여 주며, 해당 경로의 스타트 포인트의 셀 이름(230)과 엔드 포인트의 셀 이름 (240)을 제공하여 준다.

본 발명의 요약 파일은 해당 경로의 엔드 포인트 뿐만 아니라, 해당 경로의 스타트 포인트에 대한 정보도 상세히 제공하여 주기 때문에 사용자가 보다 편리하게 사용할 수 있다.

한편, 본 발명은 리포트 파일이 '내부 경로(Internal Path)'에 관한 것인 경우, 엔드 포인트의 해당 핀의 이름까지 제공하고, 이를 통하여 현재 경로에 대한 프라임 타임용 상세 리포트를 생성하기 위한 스크립트(Script)를 작성하는 기능을 제공한다.

도 3을 참조하여 이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 현재 읽어나가는 행이 'data arrival time'으로 시작하는 첫 번째 행(140)인지를 확인한 후, 현재 읽어나가는 행이 'data arrival time'으로 시작하는 첫 번째 행(140)인 경우, 그 이전에 읽었던 행(145)에서 엔드 포인트의 해당 핀 이름을 추출한다.

즉, 프라임 타임 리포트 파일의 'Endpoint'로 시작하는 행(110)에서는 해당 경로가 끝나는 셀의 이름(U_A/U_B/R_reg_2_)만 기록되어 있을 뿐, 해당 핀에 대한 정보는 기재되어 있지 않은데, 'data arrival time'으로 시작하는 첫 번째 행(140)의 이전 행(145)에서는 해당 경로가 끝나는 셀의 이름뿐만 아니라 해당 핀에 대한 정보(U_A/U_B/R_reg_2_/ D (SDF2))도 기록되어 있으므로, 여기서 엔드 포인트의 해당 핀의 이름을 추출한다.

그리고, 리포트 파일에는 'data arrival time'으로 시작하는 행(140)(150)이 두 개 존재하는데, 해당 핀에 대한 정보가 기록되어 있는 행(145)은 'data arrival time'으로 시작하는 첫 번째 행(140) 이전의 행이므로 현재 읽고 있는 행이 'data arrival time'으로 시작하는 첫 번째 행(140)인지를 확인해야 한다.

다음으로, 엔드 포인트의 해당 핀의 이름을 통하여 현재 경로에 대한 프라임 타임용 상세 리포트를 생성하기 위한 스크립트(Script)를 작성한다. 여기서, 상기 스크립트를 프라임 타임으로 실행시키면 리포트 파일이 생성된다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정 해져야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 프라임 타임 리포트 파일을 각 경로 별로 자동 분류하여 주고, 내부 바이얼레이션(Internal Violation)의 경우, 엔드 포인트(Endpoint)의 핀 이름까지 검출하여 내부 바이얼레이션에 대한 프라임 타임용 상세 리포트를 생성하기 위한 스크립트(Script)를 자동으로 생성함으로써 작업자의 바이얼레이션 수정 여부의 판단 속도를 향상시켜 준다.

그리고, 프라임 타임 리포트 파일의 요약 파일에 해당 경로의 엔드 포인트뿐만 아니라 스타트 포인트에 대한 정보도 포함하여 각 경로별로 분류할 수 있도록 함으로써, 사용자의 편의를 향상시켜준다.