RTL設計段階における構造的検証は、論理合成を実行する前に必須の品質ゲートです。多くの設計者が「合成後にエラーが出れば直せばよい」と考えがちですが、これは時間効率と問題特定精度の両面で重大なリスクを伴います。Design Compiler（DC）のGUIモードを活用すれば、elaborate完了直後の未最適化設計をリアルタイムに可視化し、接続ミスやパラメータ誤設定といった80%以上の初期バグを数分で検出できます。

なぜelaborate後のGUI表示が有効か

elaborateはRTLコードを内部データ構造に変換するフェーズであり、この時点ではまだ最適化・マッピングが一切行われていません。そのため、以下のようなRTL本来の構造が忠実に再現されます：

• モジュール間のインスタンス関係（含むジェネリック/parameter値）
• 信号の物理的接続経路（バス幅・ドライバ／ローダ関係）
• 条件文やアサーションの静的構造（合成ツールによる解釈前状態）

この状態でGUIを起動すると、黒色のレジスタボックスや未展開のプリミティブが表示されますが、これは正常な挙動であり、RTLと網羅的に対応している証です。

最小限のコマンドセットで始める

以下の3行で環境を立ち上げ、即座に可視化が可能です：

dc_shell -gui
read_verilog -format sverilog top.sv
elaborate top

その後、設計の健全性を確認するため、以下の診断コマンドを推奨します：

# モジュール階層の全表示
report_hierarchy -full -indent 2

# 全ポートの接続状態一覧（未接続ポートをフィルタ）
get_ports -filter "direction==in && !is_connected"

# 特定ネットのドライバとローダを取得
set drv [get_pins -of_objects [get_nets data_bus] -filter "direction==out"]
set load [get_pins -of_objects [get_nets data_bus] -filter "direction==in"]

GUI操作の効率化テクニック

グラフィカルインターフェースでは、以下の操作が反復作業を大幅に削減します：

• Ctrl+Shift+F：選択中のネットまたはセルに自動ズーム
• Alt+左ドラッグ：ビューのパン（マウスホイールはズーム）
• 右クリック → "Show Connectivity"：ピンレベルでの接続詳細表示
• Shift+クリック複数選択：関連信号群を同時にハイライト

代表的な検証シナリオ

不正なバス幅接続の検出

RTLでwr_data[31:0]をrd_data[15:0]に誤って接続した場合、GUI上では太さの異なる2本の線が交差して描画され、直感的に異常が認識できます。Tclからも検証可能です：

foreach net [get_nets -hierarchical "*data*"] {
  set width [get_attribute $net width]
  if {$width < 16} {
    echo "Warning: Narrow bus detected: $net ($width bits)"
  }
}

パラメータ伝搬の検証

ジェネリックインスタンスの実際の値は、GUI上で該当セルを右クリック→「Properties」で確認できます。Tclでも即座に取得可能：

set fifo_inst [get_cells uut.fifo_ctrl]
set actual_depth [get_attribute $fifo_inst parameters.DEPTH]
if {$actual_depth != 1024} {
  echo "ERROR: Expected DEPTH=1024, got $actual_depth"
}

意図しない最適化の防止

デバッグ用信号やテスト構造は、合成時に削除されないように明示的に保護します：

set_debug_nets [get_nets -hier "dbg_*"]
set_dont_touch $debug_nets
set_dont_use [get_lib_cells *DFF*] -hier

大規模設計向けの最適化戦略

10万セルを超える設計では、全階層を一度に展開するとGUIが重くなるため、以下の制御を推奨：

# 表示階層をトップ＋1階層のみに制限
set_display -hier_level 1

# 電源／GNDネットを非表示化
set_power_net_visibility -off

# 特定モジュールのみを強調表示
highlight_cell [get_cells uut.ctrl_fsm]

自動化支援スクリプト例

CDC（クロックドメインクロス）パスの事前検出スクリプト：

proc find_cdc_paths {} {
  set all_nets [get_nets -hierarchical]
  set cdc_candidates {}
  foreach n $all_nets {
    set src_clk [get_clocks -of_object [get_pins -of_object $n -filter "direction==out"]]
    set dst_clk [get_clocks -of_object [get_pins -of_object $n -filter "direction==in"]]
    if {[llength $src_clk] && [llength $dst_clk] && $src_clk ne $dst_clk} {
      lappend cdc_candidates $n
    }
  }
  if {[llength $cdc_candidates]} {
    highlight_net -color orange $cdc_candidates
    echo "[llength $cdc_candidates] CDC paths found."
  }
}