本發(fā)明涉及集成電路計算機輔助設計領域，尤其涉及一種通過計算特征值比較標準單元庫的方法。

背景技術：

隨著芯片技術的發(fā)展，時延模型由非線性延遲模型（NLDM）發(fā)展到復合電流源（CCS）模型，標準單元庫中的數(shù)據(jù)量越來越大；同時，多角多模（MMMC，Multi-Corner-Multi-Mode）的設計使得庫文件的數(shù)量也在增加。

設計文件規(guī)模不斷增大，這使得標準單元庫（Timing Library）文件的數(shù)據(jù)比較無法人工完成，因而需要EDA工具的輔助。標準單元庫的設計者需要一套自動化比較的工具，來比較兩套不同版本的庫的基本特征，從而驗證標準單元是否符合設計預期。芯片設計人員同樣也需要這樣的工具，根據(jù)面積、功耗及時延等信息來幫助選擇使用合適的標準單元。

因此，提出一種通過計算特征值比較單元庫的方法，能夠?qū)蓚€標準單元中的數(shù)據(jù)進行比較成為亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種標準單元庫的比較方法，運用在標準單元庫的制作以及使用過程中，對兩個標準單元中的數(shù)據(jù)進行比較。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的通過計算特征值比較標準單元庫的方法，包括以下步驟：

（1）獲取兩個標準單元庫的時序文件；（2）對所述時序文件中的信息求取特征值；（3）基于所述求取的特征值，評價所述兩個標準單元庫。

所述步驟（2）進一步包括步驟：針對所述時序文件中的單值信息不做改變，直接求取所述特征值。

進一步地，所述單值信息為面積及靜態(tài)功耗。

所述步驟（2）進一步包括步驟：針對所述時序文件中的非線性模型信息，通過將采樣點轉(zhuǎn)換為單個數(shù)值求取所述特征值。

進一步地，所述非線性模型信息為時延及內(nèi)部功耗；其中，所述時延為延遲時間及信號翻轉(zhuǎn)時間。

所述步驟（3）進一步包括步驟：通過計算所述兩個標準單元庫中信息的特征值的相對誤差，對所述兩個標準單元庫進行評價。

進一步地，所述相對誤差的計算公式為：

其中，Error為相對誤差值，tar為目標單元庫中的特征值，ref為參考單元庫中的特征值，min_ref為對比參數(shù)。

所述步驟（3）進一步包括步驟：通過計算所述兩個標準單元庫中信息的特征值的評分，對所述兩個標準單元庫進行評價。

進一步地，所述評分的計算公式為：

其中，Score為特征值的評分值，A為面積的特征值，L為靜態(tài)功耗的特征值，I為內(nèi)部功耗的特征值， D為延遲時間的特征值，T為信號翻轉(zhuǎn)時間的特征值。

進一步地，基于所述兩個標準單元庫的特征值的評分值，計算所述兩個標準單元庫的總誤差。

所述步驟（3）進一步包括步驟：根據(jù)所述兩個標準單元庫中信息的特征值，制作多維度的雷達圖報告，對所述兩個標準單元庫進行評價。

本發(fā)明的通過計算特征值比較標準單元庫的方法，以面積、時延及功耗為目標計算特征值，增加了標準庫的比較結(jié)果的可讀性，特別適用于EDA工具的設計及使用過程。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，并與本發(fā)明的實施例一起，用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的通過計算特征值比較標準單元庫的方法流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的Library文件結(jié)構(gòu)圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的標準單元分析雷達圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的通過計算特征值比較標準單元庫的方法流程圖，下面將參考圖1，對本發(fā)明的通過計算特征值比較標準單元庫的方法進行詳細描述。

在步驟101，獲取兩個標準單元庫的時序文件；

在該步驟中，準備兩個需要比較的標準單元時序庫文件，并讀入EDA工具中；

標準單元庫包括如下信息：

1）基本屬性，面積（area）、電容等；

2）時延（timing），運用在STA工具的時延計算過程中，決定著芯片設計能否符合時序約束；

3）功耗，包括了靜態(tài)功耗（leakage power）和內(nèi)部功耗（internal power），為低功耗設計提供了信息。

圖1為根據(jù)本發(fā)明的Library文件結(jié)構(gòu)圖，標準單元庫中的信息在文件中的位置如圖1所示。

其中，面積通過area屬性在cell部分定義，時延信息通過timing()在pin部分定義。功耗分為兩部分：靜態(tài)功耗通過屬性leakage_power或leakage_power()形式定義在cell部分；內(nèi)部功耗通過internal_power()屬性在pin部分定義。

在步驟102中，對時序文件中的信息求取特征值；

在該步驟中，主要針對時序文件中的面積、靜態(tài)功耗等單值信息，及時延、內(nèi)部功耗等為非線性模型信息，求取特征值。

首先，針對時序文件中的面積、靜態(tài)功耗等單值信息不做改變，直接求取特征值；

對于面積和靜態(tài)功耗等標準單元的單值屬性可以直接利用原值，將原值作為特征值；或者在定義多次的情況下，求取平均值作為特征值。

其次，針對時序文件中的時延、內(nèi)部功耗等為非線性模型信息，通過將采樣點轉(zhuǎn)換為單個數(shù)值求取特征值。

不同于面積和靜態(tài)功耗的比較方法，時延和內(nèi)部功耗是以非線性的模型定義的，采用求出各自的特征值進行對比的方法。

在該步驟中，針對時序及內(nèi)部功耗的二維表，通過采樣點轉(zhuǎn)換為單個數(shù)值求取平均值；時序和內(nèi)部功耗模型都是二維表的形式，計算出的平均值就是時序和內(nèi)部功耗模型的特征值。

在該步驟中，針對標準單元庫中的時序及內(nèi)部功耗表，首先，針對進行比較的兩個單元選取合適的采樣點，再通過模型計算出采樣點的時延或者內(nèi)部功耗值，再計算出兩個單元在這些采樣點結(jié)果的平均值，最后，通過平均值得到對應的特征值。

進一步地，通過一些取樣點來求值并且平均，步驟如下：

1）對于時延（timing）中的模型，分為延遲時間（delay）和信號翻轉(zhuǎn)時間（transition）兩部分，利用FO4分別計算出，各種條件下的平均值；

2）對于內(nèi)部功耗中的模型，不能求出FO4，利用index的值得到插入點，并求出平均值；

3）對于setup/recovery constraint值，加在延遲時間（delay）一起求平均值。

其中，時序表格中的延遲時間（delay）和信號翻轉(zhuǎn)時間（transition）是分開計算的，以為延遲時間（delay）為例，選定兩個標準單元，一個作為參考單元（reference），另一個作為目標單元（target）：

首先，基于時序表，根據(jù)FO4采樣點計算出一個delay值，同時針對同樣的采樣點算出target中的一組delay值；然后，按照相同方法求出reference中的一組delay值；最后，對兩組delay值分別求取平均值。

對于內(nèi)部功耗表，也可采用類似的處理方法。

在步驟103中，基于信息求取的特征值，評價兩個標準單元庫。

其中，信息包括但不限于面積、靜態(tài)功耗、內(nèi)部功耗、延遲時間及信號翻轉(zhuǎn)時間。

在該步驟中，可以從三個方面進行評價：

首先，通過計算兩個標準單元庫中信息的特征值的相對誤差，對兩個標準單元庫進行評價；

每項信息的特征值都可以計算相對誤差，公式1為根據(jù)本發(fā)明的相對誤差計算公式，采用公式1進行計算時，將兩個需要進行比較的單元庫，一個作為目標單元庫，一個作為參考單元庫。

（公式1）

其中，Error為相對誤差值，tar為目標單元庫中的特征值，ref為參考單元庫中的特征值，min_ref為對比參數(shù)。

采用該公式，可以計算tar相對ref的偏離程度。

在計算相對誤差時，為了防止算出來的相對誤差過大，分母給了一個最小值min_ref作為參考。

具體而言，為分母ref增加了一個對比參數(shù)min_ref，并取較大的值作為分母。為了防止出現(xiàn)除數(shù)為零的情況，min_ref一定是大于零的。本公式可以防止當ref值過小時，出現(xiàn)相對誤差值太大的情況，從而避免計算出的數(shù)據(jù)的實際可讀性差的問題。min_ref值的大小可以根據(jù)用戶的實際需求進行調(diào)整，從而增加相對誤差值的靈活性。在默認情況，可以把min_ref都設為1；當不需要設min_ref時，可以把它設置得非常的小，如1e-5。

其次，通過計算兩個標準單元庫中信息的特征值的評分，對兩個標準單元庫進行評價；

在該步驟中，通過將每項信息的特征值帶入評分公式，對兩個單元庫進行評分。

公式2為根據(jù)本發(fā)明的評分計算公式。在該公式中，通過帶入每個單元中五項信息的特征值，對兩個標準單元分別進行評分，從而計算出兩個標準單元的差別。

（公式2）

其中，Score為特征值的評分值，A為面積的特征值，L為靜態(tài)功耗的特征值，I為內(nèi)部功耗的特征值， D為延遲時間的特征值，T為信號翻轉(zhuǎn)時間的特征值。

公式中的A、L及I這三個特征值一般是呈正相關的，面積大時，功耗相應地也要增加；公式中的D及T，這兩個一般是隨著面積的增大呈減小的特征，與面積呈負相關。所以采用該公式對兩個單元相比較時，評分越低的單元越好。

在該步驟中，還可以進一步地，基于兩個標準單元庫的特征值的評分值，計算兩個標準單元庫的總誤差，并且總誤差的計算方法，可以參考公式1。

再次，根據(jù)兩個標準單元庫中信息的特征值，制作多維度的雷達圖報告，對兩個標準單元庫進行評價；

在該步驟中，當信息分別為：面積、靜態(tài)功耗、內(nèi)部功耗、延遲時間及信號翻轉(zhuǎn)時間五項信息時，將計算結(jié)果描述為一個五個維度的雷達圖，可視化兩個標準單元的差異情況，具體步驟如下：

圖3為根據(jù)本發(fā)明的標準單元分析雷達圖，如圖3所示，將兩個需要進行比較的標準單元，一個作為目標單元（target），一個作為參考單元（reference），根據(jù)標準單元的五項信息對應的五種特征值畫出五個角的雷達圖，每個角代表一個特征。其中，特征為面積、靜態(tài)功耗、內(nèi)部功耗、延遲時間及信號翻轉(zhuǎn)時間的特征值。

標準五邊形每個頂點代表target和reference中特征的最大值，兩個單元根據(jù)各自特征值畫出特征的相對位置，較大的那個畫在頂點位置，較小的在相對位置。這樣可以很直觀的表現(xiàn)出各個特征值與參考單元之間的大小關系，并且圖形很美觀。這種方法更明確每個特征的比較情況，比相對誤差值更直觀。

本領域普通技術人員可以理解：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。