회로 설계 검증을 위한 스위치-레벨 이진 결정 다이어그램

Switch-Level Binary Decision Diagram(SLBDD) for Circuit Design Verification)

본 논문에서는 스위치-레벨 회로의 검증(verification)을 위해서 이진 결정 다이어그램(BDD : Binary Decision Diagram)을 구현하는 새로운 알고리즘을 제안한다. 스위치-레벨에서 기능(function)들은 스위치들의 직$\cdot$병렬 연결에 의해서 결정되며, 결과 논리 값은 논리 '0'과 '1'뿐만 아니라, 초기 상태, 고 임피던스와 불안정 상태를 가진다. 따라서, 본 논문에서는 "스위치-레벨 이진 결정 다이어그램(SLBDD : Switch- Level Bianary Decision Diagram)"으로 정의한 비 사이클 그래프(acyclic graph)들을 사용해서 스위치-레벨 회로의 가능들을 표현하도록 BDD를 확장하였다. 그러나, 그래프의 기능적 표현을 최악의 경우 입력 변수들의 수에 지수 함수적이 되므로, 결정 다이어그램의 변수 순서(ordering)는 그래프 크기에 주된 역할을 하게된다. 따라서, 패스-트랜지스터와 도미노-논리가 존재하는 사전에 충전하는 회로(Precharging circuitry)에서 그래프 크기에서의 효율성을 위한 입력 순서 알고리즘을 제안한다. 그리고, 실험 결과는 여러 가지 벤치-마크 회로에서 여러 번의 실험을 통해서 제안된 알고리즘이 스위치-레벨에서의 기능적 시뮬레이션, 전력 측정과 결점 시뮬레이션에 적용될 수 있을 만큼 충분히 효율적임을 보여준다.율적임을 보여준다.

A new algorithm of constructing binary decision diagram(BDD) for design verification of switch-level circuits is proposed in this paper. In the switch-level circuit, functions are characterized by serial and parallel connections of switches and the final logic values may have high-impedance and unstable states in addition to the logic values of 0 and 1. We extend the BDD to represent functions of switch-level circuits as acyclic graphs so called switch-level binary decision diagram (SLBDD). The function representation of the graph is in the worst case, exponential to the number of inputs. Thus, the ordering of decision variables plays a major role in graph sizes. Under the existence of pass-transistors and domino-logic of precharging circuitry, we also propose an input ordering algorithm for the efficiency in graph sizes. We conducted several experiments on various benchmark circuits and the results show that our algorithm is efficient enough to apply to functional simulation, power estimation, and fault-simulation of switch-level design.