專利名稱：一種片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在超大規(guī)模集成電路設(shè)計中，各元器件必須能得到正常的供電電壓。高效、精確的供電網(wǎng)絡(luò)的分析方法，對供電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與優(yōu)化有著重要的意義。供電網(wǎng)絡(luò)可以看作為由供電金屬走線形成的電阻支路和金屬走線交叉點通孔形成的結(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)，供電網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)仿真分析是針對這樣一個純電阻網(wǎng)絡(luò)模型，通過基爾霍夫電壓定律和基爾霍夫電流定律，整個網(wǎng)絡(luò)的電學(xué)特性滿足一系列的線性方程組，此線性方程組可以形式化為矩陣方程，通過先進的稀疏線性系統(tǒng)求解技術(shù)可以快速地得到該線性系統(tǒng)的待求向量，也即是供電網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點電壓向量。然而，由于供電網(wǎng)并非規(guī)則的網(wǎng)格狀的拓撲結(jié)構(gòu)，由于電路中存在大量的IP模塊等復(fù)雜形狀，導(dǎo)致供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在很多極端情況，例如通孔電阻等，這些極端情況的引入會導(dǎo)致上述線性系統(tǒng)的病態(tài)問題， 從而影響供電網(wǎng)絡(luò)仿真器的收斂性與穩(wěn)定性，給仿真方法帶來一定的困難。如圖I所示，供電網(wǎng)絡(luò)由多層金屬走線交叉構(gòu)成，交叉處通過層間通孔進行連接， 通孔在電路工作時起到分配電流的作用，也即是電流從上層金屬流向下層金屬。隨著現(xiàn)代集成電路制造工藝的發(fā)展，以及供電網(wǎng)設(shè)計的特殊性，比如通孔直徑、層間距離等，導(dǎo)致了其連接不同層的通孔電阻差別很大，這在形成仿真矩陣時會導(dǎo)致其不同程度的病態(tài)性。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理方法及系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理方法，包括步驟1，計算片上供電網(wǎng)絡(luò)的總電流Ittrtal ；步驟2，計算第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間的通孔總數(shù)NUM11-1 ；步驟3，如果，則忽略第I層金屬走線到第H層金屬走線
之間第j個通孔，否則保留第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔；步驟4，忽略通孔后，修改電路拓撲圖；其中(rj—1為第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔電阻，I為正整
數(shù)，ε為求解精度，μ為倍數(shù)因子。在一個示例中，步驟4包括步驟41，被忽略的通孔兩端的結(jié)點為P和q，將(p，q)放入并查集Dstort中；步驟42，查出結(jié)點P的等效結(jié)點NODE。=findSet (Dshort ,尸)，q的等效結(jié)點NODEqeqmv = findSet(Dshort,q)。在一個示例中，該通孔處理方法還包括步驟5，輸出修改后的電路拓撲圖。在一個示例中，該通孔處理方法還還包括步驟6，根據(jù)修改后的電路拓撲圖得到電導(dǎo)矩陣，并根據(jù)該電導(dǎo)矩陣得到片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的矩陣方程。在一個示例中，μ =100。本發(fā)明提供了一種片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理系統(tǒng)，包括數(shù)值計算模塊，用于計算片上供電網(wǎng)絡(luò)的總電流Ittrtal ;計算第I層金屬走線到第 1-1層金屬走線之間的通孔總數(shù)NUM11-''通孔處理模塊，用于在Q￥時，忽略第I層金屬走線到第1-1層
金屬走線之間第j個通孔；用于在時，保留第I層金屬走線到第1-1 層金屬走線之間第j個通孔；在忽略通孔后，修改電路拓撲圖；其中(rj—1為第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔電阻，I為正整數(shù)，ε為求解精度，μ為倍數(shù)因子。在一個示例中，通孔處理模塊在修改電路拓撲圖時，將被忽略的通孔兩端的結(jié)點為P和q，將(P，q)放入并查集Dstort中，查出結(jié)點P的等效結(jié)點 NODEqmv= findSet(Dshort,p)，q 飽等效結(jié)飫 NODE:- = findSet [Dshort，q)。在一個不例中,通孔處理系統(tǒng)還包括輸出模塊，用于輸出修改后的電路拓撲圖。在一個示例中，通孔處理系統(tǒng)還包括矩陣方程獲取模塊，用于根據(jù)修改后的電路拓撲圖得到電導(dǎo)矩陣，并根據(jù)該電導(dǎo)矩陣得到片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的矩陣方程。在一個示例中，μ =100。本發(fā)明可以根據(jù)求解精度ε和倍數(shù)因子μ自適應(yīng)地實現(xiàn)通孔處理，并且通過并查集技術(shù)將電路拓撲更新，形成的仿真矩陣不再具有很強的病態(tài)性，因此可以提高待求解問題的收斂性和穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明作進一步詳細說明，其中圖I是多層的片上供電網(wǎng)絡(luò)中通孔模型示意圖；圖2是片上供電網(wǎng)絡(luò)電學(xué)模型示意圖3是片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理方法流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出一種自適應(yīng)處理通孔的方法，在保證求解精度的條件下，自適應(yīng)地處理通孔的數(shù)量和位置，更新原始電路的拓撲結(jié)構(gòu)，從而改善待求解問題的收斂性和穩(wěn)定性。 具體來說包括以下內(nèi)容I、供電網(wǎng)絡(luò)仿真的矩陣方程根據(jù)結(jié)點分析方法建立系統(tǒng)矩陣方程，gij定義了結(jié)點i與結(jié)點j之間的電導(dǎo)值，也即Sij = Sji,因此系數(shù)矩陣A具有對稱性，而其對角元素6 = Σ|&|’其中Ni= {j Igij關(guān)0}表示與結(jié)點i相連接的結(jié)點的集合，因此矩陣A是一個稀疏、對稱、正定的矩陣。如圖2所示，上層金屬走線電導(dǎo)為g12與g23，下層金屬走線電導(dǎo)為g45與g56，通孔電導(dǎo)為gvia，按照結(jié)點分析方法列出矩陣為
權(quán)利要求
1.一種片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理方法，其特征在于，包括步驟1，計算片上供電網(wǎng)絡(luò)的總電流Itrtal;步驟2，計算第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間的通孔總數(shù)；步驟3，嫌Χ(Γ；Γ < gx"，則忽略第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔，否則保留第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔；步驟4，忽略通孔后，修改電路拓撲圖；其中(rj—1為第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔電阻，I為正整數(shù)，ε為求解精度，μ為倍數(shù)因子。
2.如權(quán)利要求I所述的通孔處理方法，其特征在于，步驟4包括步驟41，被忽略的通孔兩端的結(jié)點為P和q，將(P，q)放入并查集Dstort中；步驟42，查出結(jié)點P的等效結(jié)點NODE。= findSet (J)shart, P)，q的等效結(jié)點 NODEqeqmv = findSet(Dshort,q)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的通孔處理方法，其特征在于，該通孔處理方法還包括步驟 5，輸出修改后的電路拓撲圖。
4.如權(quán)利要求3所述的通孔處理方法，其特征在于，該通孔處理方法還還包括步驟6， 根據(jù)修改后的電路拓撲圖得到電導(dǎo)矩陣，并根據(jù)該電導(dǎo)矩陣得到片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的矩陣方程。
5.如權(quán)利要求I所述的通孔處理方法，其特征在于，μ= 100。
6.一種片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)值計算模塊，用于計算片上供電網(wǎng)絡(luò)的總電流Ittrtal;計算第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間的通孔總數(shù)Λ^Μ/-1 ；通孔處理模塊，用于在^時，忽略第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔；用于在1 時，保留第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔；在忽略通孔后，修改電路拓撲圖；其中Y—1為第I層金屬走線到第1-1層金屬走線之間第j個通孔電阻，I為正整數(shù)，ε為求解精度，μ為倍數(shù)因子。
7.如權(quán)利要求6所述的通孔處理系統(tǒng)，其特征在于，通孔處理模塊在修改電路拓撲圖時，將被忽略的通孔兩端的結(jié)點為P和q，將(p，q)放入并查集Dshtjrt中，查出結(jié)點P的等效結(jié)良NODE:qmv = findSet(Dshort,p)，q 的等效結(jié)點= findSet(Dshort,q)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的通孔處理系統(tǒng)，其特征在于，通孔處理系統(tǒng)還包括輸出模塊，用于輸出修改后的電路拓撲圖。
9.如權(quán)利要求8所述的通孔處理系統(tǒng)，其特征在于，通孔處理系統(tǒng)還包括矩陣方程獲取模塊，用于根據(jù)修改后的電路拓撲圖得到電導(dǎo)矩陣，并根據(jù)該電導(dǎo)矩陣得到片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的矩陣方程。
10.如權(quán)利要求6所述的通孔處理系統(tǒng)，其特征在于，μ = 100。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真的通孔處理方法及系統(tǒng)。該通孔處理方法包括步驟1，計算片上供電網(wǎng)絡(luò)的總電流Itotal；步驟2，計算第l層金屬走線到第l-1層金屬走線之間的通孔總數(shù)；步驟3，如果，則忽略第l層金屬走線到第l-1層金屬走線之間第j個通孔，否則保留第l層金屬走線到第l-1層金屬走線之間第j個通孔；步驟4，忽略通孔后，修改電路拓撲圖；其中為第l層金屬走線到第l-1層金屬走線之間第j個通孔電阻，l為正整數(shù)，ε為求解精度，μ為倍數(shù)因子。本發(fā)明可以根據(jù)求解精度ε和倍數(shù)因子μ自適應(yīng)地實現(xiàn)通孔處理，并且通過并查集技術(shù)將電路拓撲更新，形成的仿真矩陣不再具有很強的病態(tài)性，因此可以提高待求解問題的收斂性和穩(wěn)定性。
文檔編號G06F17/50GK102592033SQ201210058540
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者周強, 李佐渭, 楊建磊, 蔡懿慈 申請人:清華大學(xué)