一种物理版图仿真自动控制寄生参数提取精度的方法 技术领域 本发明涉及集成电路设计自动化领域， 具体涉及一种物理版图仿真自动控制寄生 参数提取精度的方法。
背景技术 物理版图在设计之前需要先进行门级仿真 / 电路级前仿真以确定设计是否合乎 标准， 物理版图设计好之后还需要进行仿真验证， 电路级后仿真是集成电路设计的重要环 节之一， 它是设计流程中决定集成电路设计成败与否的最后一个验证环节， 与物理版图设 计之后的电路级后仿真紧密关联的是寄生参数提取， 它直接关系到电路级后仿真的准确 性。 一方面， 寄生参数提取精度过高需要开销很大的提取成本 ； 虽然利用模型合并可以提高 仿真速度， 但还是会成倍地增加电路仿真时间。另一方面， 寄生参数提取精度过低， 会降低 仿真的准确性， 而电路后仿真本来就是为了验证物理版图设计的准确性， 显然， 降低提取精 度是行不通的。
系统级集成电路芯片上包含各种各样的数字、 模拟和射频电路， 电路速度范围从 0Hz 到几十 GHz， 为此需要针对不同电路采用不同的提取精度策略。因此目前通行的采用统 一的提取高精度的方法根本行不通。
发明内容 为解决现有技术中系统级集成电路芯片上， 由于包含各种各样的数字、 模拟和射 频电路而无法提高物理版图仿真速度的问题， 本发明提供一种根据系统级集成电路的特 性， 对不同局部区域采取不同的提取精度， 在不影响后续电路仿真准确性前提条件下提高 寄生参数提取速度的方法， 所述方法包括 ：
步骤 1 ： 输入门级电路网表 / 电路网表 / 电路图数据、 物理版图数据以及门级仿真 结果和 / 或电路级前仿真结果数据 ；
步骤 2 ： 对所述门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果进行数据分析， 得出电路线 网上信号的类型 ；
步骤 3 ： 对所述门级电路网表 / 电路网表 / 电路图数据进行电路分析， 并根据电路 分析结果和所述门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果的分析结果， 对器件和线网进行分 类， 确定关键器件和关键线网 ； 根据电路分析结果确定的信号流路径和各器件在信号流路 径上的连接信息， 确定敏感线网和敏感器件 ； 根据所述信号变化频率和变化幅度， 确定分类 中的噪声源器件和噪声源线网 ；
步骤 4 ： 确定分类结果中各器件和线网在物理版图上的位置 ；
步骤 5 ： 按照确定后位置对所述物理版图提取区域的精度控制进行分类 ；
步骤 6 ： 将分类后的各个区域的精度控制信息传给寄生参数提取程序。
所述步骤 2 具体包括 ：
步骤 21 ： 找出每一信号在门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果中的所有数值，
以单位时间内的信号最大变化来确定相应信号在仿真过程中的变化频率 ；
步骤 22 ： 找出每一信号在门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果中的所有数值， 得出对应信号的最小值和最大值以此确定这个信号在仿真过程中的变化幅度 ；
步骤 23 ： 根据每一信号在门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果中的数值， 确定 相应信号在仿真过程中的是数字信号变化还是模拟信号变化。
所述步骤 4 具体包括 ：
步骤 41 ： 利用提取算法提取器件和物理线网 ；
步骤 42 ： 利用图像同构算法或 LVS 原理定位器件和物理线网在物理版图上的位 置。
所述步骤 5 具体包括 ：
步骤 51 ： 对所述物理版图进行区域划分 ；
步骤 52 ： 根据区域内的器件和线网的分类， 确定区域内寄生参数提取控制精度 ；
步骤 53 ： 若区域内存在多种寄生参数提取控制精度， 进一步划分区域直至每一区 域内仅有一种寄生参数提取控制精度。
所述步骤 52 具体为 ： 根据区域内的器件和线网的分类结果， 基于寄生参数提取精 度控制表， 确定区域内的寄生参数提取精度控制值 ； 选取最大的精度控制值作为所述区域 内的寄生参数提取控制精度。 本发明提出的方法涉及集成电路物理版图设计自动化的技术范畴， 针对集成电路 物理版图设计， 基于计算机辅助， 以前仿真结果分析作为基础， 针对不同区域采用不同精度 控制提取寄生参数， 在确保后续电路仿真准确性的前提下， 提高了寄生参数提取速度及后 续电路仿真的速度。 利用电路级前仿真结果作为输入， 分析出信号的变化频率和变化幅度， 再对器件和线网进行分类， 确定敏感线网和敏感器件及主要噪声源器件和噪声源线网， 利 用 LVS 原理定位器件和物理线网， 据此对提取区域的精度控制进行分类， 从而支持对不同 区域采取不同的精度控制提取寄生参数。本发明可有效地缩小计算规模、 提高寄生参数提 取精度和提高后续电路仿真速度， 又不失后续电路仿真的准确性。
附图说明
图 1 是本发明实施例提供的物理版图仿真自动控制寄生参数提取精度的方法流 程图 ；
图 2 是本发明实施例提供的物理版图仿真自动控制寄生参数提取精度的方法中 步骤 3 的流程图 ；
图 3 是本发明步骤 1 分析过程示意图 ；
图 4 是本发明步骤 2 分析过程示意图 ；
图 5 是本发明步骤 3 分析过程示意图 ；
图 6 是本发明步骤 4 分析过程示意图 ；
图 7 是本发明步骤 5 分析过程示意图 ；
图 8 是本发明步骤 6 分析过程示意图。 具体实施方式为了深入了解本发明， 下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明的方法是对版图设计之前的仿真结果进行分析， 确定电路内器件和线网的 敏感度， 利用 LVS 原理定位器件和线网在物理版图中的位置， 根据器件和线网的敏感性确 定对应区域的寄生参数提取精度， 对不同区域在指定的不同控制精度下提取电路的寄生参 数， 提高了整个系统级集成电路芯片的寄生参数提取速度。参见图 1， 本方法具体步骤如 下：
步骤 101 ： 输入门级电路网表 / 电路网表 / 电路图数据、 物理版图数据以及门级仿 真结果和 / 或电路级前仿真结果数据 ；
其中， 电路网表数据和电路图数据是等价的， 借助现有的软件工具也可由电路图 生成电路网表， 但本方案仅是接收电路图数据， 利用数据分析结果来确定后续处理方式 ；
步骤 102 ： 对门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果进行数据分析， 得出电路线网 上信号的类型 ； 分析过程如下 ：
步骤 1021 ： 找出每一信号在门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果中的所有数 值， 以单位时间内的信号最大变化来确定相应信号在仿真过程中的变化频率 ；
步骤 1022 ： 找出每一信号在门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果中的所有数 值， 得出对应信号的最小值和最大值以此确定这个信号在仿真过程中的变化幅度 ；
步骤 1023 ： 根据每一信号在门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果中的数值， 确 定相应信号在仿真过程中的信号变化类型 ； 所说的信号变化类型就是确定信号是数字信号 变化还是模拟信号变化 ；
步骤 103 ： 对门级电路网表 / 电路网表 / 电路图数据进行电路分析， 并根据电路分 析结果和门级仿真结果和 / 或电路级前仿真结果的分析结果， 对器件和线网进行分类 ； 分 析过程如图 2 所示 ：
步骤 1031 ： 根据电路分析结果和门级仿真结果 / 电路级前仿真结果分析确定关键 器件和关键线网 ；
步骤 1032 ： 根据电路分析结果确定的信号流路径和各器件在信号流路径上的连 接信息， 确定敏感线网和敏感器件 ；
步骤 1033 ： 根据器件和线网上信号变化频率和变化幅度确定分类中的噪声源器 件和噪声源线网 ；
步骤 104 ： 确定分类结果中各器件和线网在物理版图上的位置 ； 具体确定可以采 用下述方法 ： 先利用常规的提取算法提取器件和物理线网， 即首先基于器件 ( 逻辑门 ) 识别 或器件 ( 逻辑门 ) 版图比对提取设计包含了物理位置的器件 / 逻辑门， 再根据金属连线端 的位置确定器件之间的连接关系 ； 再利用图像同构算法或 LVS 原理定位器件和物理线网在 物理版图上的位置 ；
其中， 步骤 103 是按顺序找出相应线路中哪些是关键器件和关键线网， 再按线路 找出关键器件和关键线网中的敏感器件和敏感线网， 再按变化频率和变化幅度的类别确定 关键器件和关键线网、 敏感器件和敏感线网中哪些是噪声源器件和噪声源线网， 上述分类 是顺序进行的 ； 步骤 104 在步骤 103 分完类后， 确定电路图中敏感器件和敏感线网、 关键器 件和关键线网、 噪声源器件和噪声源线网的具体位置， 以对整个电路图中特定的器件和线 网做出标注， 为下一步的精度分类提供了依据 ；步骤 105 ： 按照确定后位置对物理版图提取区域的精度控制进行分类 ； 具体分类 步骤包括 ：
步骤 1051 ： 对物理版图进行区域划分 ；
步骤 1052 ： 根据区域内的器件和线网的分类结果， 确定区域内寄生参数提取控制 精度 ； 其中确定提取精度方法为 ： 根据器件和线网的分类结果， 包括器件类型、 器件工作频 率、 物理线网类型、 物理线网工作信号频率以及是否为敏感线网、 敏感器件、 主要噪声源器 件和噪声源线网等， 基于输入或内置的寄生参数提取精度控制查询表， 确定区域内的寄生 参数提取精度控制值 ； 或者， 根据区域内电路线网上电路小信号工作和大信号工作状态产 生干扰和抵制干扰的能力计算出区域内的寄生参数提取精度控制值， 其中小信号工作和大 信号工作与器件和线网的属性有关 ； 根据上述方法得到的寄生参数提取精度控制值中， 选 取最大的精度控制值作为该区域内的寄生参数提取精度控制值 ；
其中， 寄生参数提取精度控制查询表可以是一个基于函数的查询表、 也可以是一 个分段表示的查询表， 根据器件类型、 器件工作频率、 物理线网类型、 物理线网工作信号频 率以及是否为敏感线网、 敏感器件、 主要噪声源器件和噪声源线网为条件， 直接在寄生参数 提取精度控制查询表中查询到对应的寄生参数提取精度值 ； 步骤 1053 ： 若区域内存在多种寄生参数提取控制精度， 进一步划分区域直至每一 区域内仅有一种寄生参数提取控制精度 ；
上述步骤是为了保证一个区域只有一种寄生参数提取控制精度， 避免在一个区域 内出现两种寄生参数提取控制精度而降低效率 ；
在执行时， 为了避免区域过于零碎， 可设置最小区域， 当区域接近或小于最小区域 时可停止进一步的细分 ； 如果区域内仍存在多个寄生参数提取控制精度， 则选取其中的一 个最高的高精度控制值作为该区域的寄生参数提取控制精度。
步骤 106 ： 将分类后的各个区域的精度控制信息传给寄生参数提取程序 ； 寄生参 数提取程序按照精度控制信息分别提取各区域内的寄生参数。
以下以图示的方式说明本方法的具体分析过程， 在涉及到具体的数值说明时， 以 模块 A4 为代表进行过程表述 ：
如图 3 所示， 系统输入电路网表、 前仿真结果和物理版图， 将三者送入寄生参数提 取精度控制系统。 其中电路网线划分为模块 A1、 模块 A2、 模块 A3 以及模块 A4， 器件从左至右 从上往下分别是 MP+、 MP-、 MN+、 MN-、 MNT， 其中 MP+ 和 MN+ 的连接线网为 VO+， MP- 和 MN- 的 连接线网为 VO-， MN+ 的栅连接线网为 VIN+， MN- 的栅连接线网为 VIN-， 上述连接线网图中 未示出， 物理版图的模块划分与之对应。
如图 4 所示， 寄生参数提取精度控制系统对电路的前仿真结果进行数据分析， 得 出电路线网上信号的类型， 分析过程如下 ：
找出前仿真结果中电路网表每一信号的所有数值， 以单位时间内的信号最大变化 来确定相应信号在前仿真过程中的变化频率， 图 4 中信号频率为 1GHz ；
再从所有数值中根据对应信号的最小值和最大值， 确定这个信号在前仿真过程中 的变化幅度。图 4 中对应信号的最小值为 0.15V、 最大值为 3.15V、 变化幅度为 3.0V ；
再从所有数值中确定相应信号在前仿真过程中的信号变化类型。图 4 确定的信号 为高频信号。
如图 5 所示， 在获得图 4 分析的各种数据后， 对电路网表中一个具体模块 A4 进行 电路分析 ：
确定关键器件 MN+、 MN-、 MNT、 MP+、 MP- ；
确定关键线网 VIN+、 VIN-、 VO+、 VO- 等等 ；
确定敏感器件 MN+、 MN- ；
确定敏感线网 VIN+、 VIN- ；
根据器件和线网信号变化频率和幅度确定噪声源线网为 VO+、 VO-。
如图 6 所示， 将图 5 分析确定的各种数据与物理版图进行一一对应， 确定各器件 MP+、 MP-、 MN+、 MN-、 MNT 在物理版图上的位置 ；
和确定线网 VIN+( 在 A2 和 MN+ 之间 )、 VIN-( 在 A2 和 MN- 之间 )、 VO+( 在 MP+、 MN+ 和 A3 之间 )、 VO-( 在 MP-、 MN- 和 A3 之间 ) 在物理版图上的位置 ( 出于清晰考虑， 示意 图中未标出线网 )。
如图 7 所示， 对物理版图进行区域划分 ：
A1 ： 点 (0， 12)、 (2， 12)、 (2， 18)、 (0， 18) 围成的区域 ；
A2 ： 点 (0， 0)、 (6， 0)、 (6， 12)(0， 12) 围成的区域 ；
A3 ： 点 (12， 0)、 (16、 0)、 (16， 12)、 (12， 12) 围成的区域 ； A4 ： 点 (6， 0)、 (12， 0)(12， 12)、 (12， 18)、 (2， 18)、 (2， 12)、 (6， 12) 围成的区域。 根据电路网表 A4 模块分析的结果， 确定物理版图对应区域 A4 的器件和线网类型： 关键器件 MN+、 MN-、 MNT、 MP+、 MP- ；
关键线网 VIN+、 VIN-、 VO+、 VO- 等等 ；
敏感器件 MN+、 MN- ；
敏感线网 VIN+、 VIN- ；
噪声源线网 VO+、 VO-。
其中敏感器件、 敏感线网 MN+、 MN- 和 VIN+、 VIN- 区域的提取控制精度为 0.1％， 其 他关键器件、 关键线网区域的提取控制精度为 1％， 噪声源线网 VO+、 VO- 区域的提取控制精 度为 2％， 其他区域的提取控制精度为 5％。
综上考虑， 选择精度控制最高的， 设置模块 A4 区域的提取控制精度为 0.1％。 设置 A1 区域 ( 区域内无关键器件、 关键线网、 敏感器件、 敏感线网、 噪声器件、 噪声线网 ) 的提取 控制精度为 5％。
如图 8 所示， A1 ： 点 (0， 12)、 (2， 12)、 (2， 18)、 (0， 18) 围成的区域提取控制精度 5％ ；
A2 ： 点 (0， 0)、 (6， 0)、 (6， 12)(0， 12) 围成的区域提取控制精度 1％ ；
A3 ： 点 (12， 0)、 (16、 0)、 (16， 12)、 (12， 12) 围成的区域提取控制精度 0.1％ ；
A4 ： 点 (6， 0)、 (12， 0)(12， 12)、 (12， 18)、 (2， 18)、 (2， 12)、 (6， 12) 围成的区域提取 控制精度 1％。
将分类后的各个区域的精度控制信息传给寄生参数提取程序， 完成整个分析过 程。
以上所述的具体实施例， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行了进一步详
细说明。应当认识到， 以上所述内容仅为本发明的具体实施方式， 并不用于限制本发明。凡 在本发明的实质和基本原理之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明 的保护范围之内。