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1、(10)申请公布号 CN 103577621 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103577621 A (21)申请号 201210281548.9 (22)申请日 2012.08.08 G06F 17/50(2006.01) H01L 27/02(2006.01) (71)申请人 扬智科技股份有限公司 地址 中国台湾新竹市 (72)发明人 李东哲 张仲乔 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 任默闻 (54) 发明名称 晶片及其电源开关电路的布局方法 (57) 摘要 一种电源开关电路的布局方法， 包括 ： 建立整 合电路区块， 其中， 整。
2、合电路区块具有常开缓冲器 以及标准电源开关电路。设定开关信号起始点以 及信号终止点， 并于信号起始点以及信号终止点 间的传输路径间放置多个标准电路区块， 其中， 各 标准电路区块具有标准电源开关电路。检视信号 起始点与相邻的标准电路区块间、 相邻的各标准 电路区块间以及信号终止点与相邻的标准电路区 块间的多数条导线片段的多个线段长度。在各线 段长度大于预设值时， 置换与各线段耦接的各标 准电路区块为整合电路区块并成为多个被置换的 电路区块。 本发明所提供的方法， 可以消除需要透 过手动来置放常开缓冲器的动作， 降低布局的复 杂度， 有效减低电路布局的面积， 进以降低生产成 本。 (51)Int。
3、.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图9页 (10)申请公布号 CN 103577621 A CN 103577621 A 1/2 页 2 1. 一种电源开关电路的布局方法， 其特征是， 所述方法包括 ： 设定一信号起始点以及一信号终止点 ； 于所述信号起始点以及所述信号终止点间的一传输路径间放置多个标准电路区块与 多个缓冲器， 其中各所述标准电路区块具有所述标准电源开关电路 ； 检视所述信号起始点与相邻的标准电路区块间、 相邻的各所述标准电路区块间以及所 述信号终止点与相邻的标准。
4、电路区块间的多数条导线片段的线段长度 ； 以及 在各所述线段长度大于一预设值时， 置换与各所述导线片段耦接的各所述标准电路区 块为所述整合电路区块并成为多个被置换的电路区块且移除各所述导线片段上的所述多 个缓冲器， 其中每一所述整合电路区块具有一常开缓冲器以及一标准电源开关电路。 2. 如权利要求 1 所述的电源开关电路的布局方法， 其特征是， 于所述信号起始点以及 所述信号终止点间的所述信号传输路径上放置所述多个标准电路区块的步骤包括 ： 依据所述信号传输路径上的电源消耗状态来计算出所述多个标准电路区块与所述多 个缓冲器的数量 ； 以及 在所述信号传输路径上以串连排列的方式配置所述多个标准电。
5、路区块与所述多个缓 冲器。 3. 如权利要求 1 所述的电源开关电路的布局方法， 其特征是， 所述方法更包括 ： 依据一单一布线路径配置由所述信号起始点通过所述多个被置换电路区块至所述信 号终止点的传输信号。 4. 如权利要求 3 所述的电源开关电路的布局方法， 其特征是， 所述方法更包括 ： 依据一传输时间需求来调整所述单一布线路径。 5. 一种电源开关电路的布局方法， 其特征是， 所述方法包括 ： 建立一整合电路区块， 其中所述整合电路区块具有一常开缓冲器以及一标准电源开关 电路 ； 设定一信号起始点以及一信号终止点 ； 以及 于所述信号起始点以及所述信号终止点间的一信号传输路径间放置多个。
6、所述整合电 路区块与多个标准电路区块形成一开关电路传输路径。 6. 如权利要求 5 所述的电源开关电路的布局方法， 其特征是， 建立所述整合电路区块 的步骤包括 ： 在所述整合电路区块中设定一标准输入端、 一标准输出端、 一常开输入端以及一常开 输出端 ； 以及 配置使所述常开缓冲器的输入端耦接所述常开输入端， 且使所述常开缓冲器的输出端 耦接所述常开输出端， 并配置使所述标准电源开关电路的输入端耦接所述标准输入端， 使 所述标准电源开关电路的输出端耦接所述标准输出端。 7. 如权利要求 5 所述的电源开关电路的布局方法， 其特征是， 于所述信号起始点以及 所述信号终止点间的所述导线传输路径上。
7、放置所述多个标准电路区块的步骤包括 ： 依据所述信号传输路径上的电源消耗状态来计算出所述多个传输电路区块的数量 ； 以 及 在所述信号传输路径上以串连排列的方式配置所述多个传输电路区块。 8. 如权利要求 5 所述的电源开关电路的布局方法， 其特征是， 所述方法更包括 ： 权 利 要 求 书 CN 103577621 A 2 2/2 页 3 依据一单一布线路径配置由所述信号起始点通过所述多个传输电路区块至所述信号 终止点的传输信号。 9. 一晶片， 其特征是， 所述晶片包括 ： 一电源开关电路， 其中所述电源开关电路包括 ： 一电源开关信号起始点 ； 一传输路径 ； 多个标准电路区块 ； 多个。
8、整合电路区块 ； 以及 一电源开关信号终止点， 其中所述电源开关电路依据单一布线路径配置由所述信号起 始点通过所述多个标准电路区块与所述多个整合电路区块至所述电源开关信号终止点。 10. 如权利要求 9 所述的晶片， 其特征是， 所述整合电路区块包括 ： 一常开缓冲器 ； 以及 一标准电源开关电路， 其中所述常开缓冲器的输入端为一常开输入端， 且所述常开缓 冲器的输出端为一常开输出端， 所述标准电源开关电路的输入端为一标准输入端， 所述标 准电源开关电路的输出端为一标准输出端。 权 利 要 求 书 CN 103577621 A 3 1/5 页 4 晶片及其电源开关电路的布局方法 技术领域 00。
9、01 本发明是有关于一种电源开关电路的布局方法， 且特别是有关于一种在低功率积 体电路设计上配置常开缓冲器 (Always On buffer,AO buffer) 的电源开关电路的布局方 法。 背景技术 0002 在习知的低功率的集成电路的设计中， 为了降低电源电压下降(IR drop)的现象， 在开关信号传输导线中， 透过串接多个常开缓冲器(Always ON buffer,AO buffer)在电源 开关电路 (Power Gating Cell) 间是一种常见的作法。通常， 在习知技术中， 常开缓冲器的 布局通常需要通过人工的方式来放置在合适的位置， 而在选择可以放置常开缓冲器的区域 。
10、时， 也常需要寻找晶片中额外的区域。如此一来， 除了增加布局的复杂度以外， 还会耗去较 大的布局面积， 造成晶片成本的提升。 0003 另外， 在习知技术中， 若采用具有双电源接脚的架构的常开缓冲器时， 还需要针对 电源线的走线作特殊的考量， 也因此， 经常会发生所谓的走线壅塞 (routing congestion) 的现象， 而更为提升布局的复杂度， 并可能导致布局面积的增加。 发明内容 0004 本发明提供多种电源开关电路的布局方法， 有效降低线路布局的复杂度， 并减少 所需要的布局面积。 0005 本发明提出一种电源开关电路的布局方法， 包括 ： 设定一信号起始点以及一信号 终止点 ；。
11、 于所述信号起始点以及所述信号终止点间的一传输路径间放置多个标准电路区块 与多个缓冲器， 其中各所述标准电路区块具有所述标准电源开关电路 ； 检视所述信号起始 点与相邻的标准电路区块间、 相邻的各所述标准电路区块间以及所述信号终止点与相邻的 标准电路区块间的多数条导线片段的线段长度 ； 以及在各所述线段长度大于一预设值时， 置换与各所述导线片段耦接的各所述标准电路区块为所述整合电路区块并成为多个被置 换的电路区块且移除各所述导线片段上的所述多个缓冲器， 其中每一所述整合电路区块具 有一常开缓冲器以及一标准电源开关电路。 0006 本发明另提出一种电源开关电路的布局方法， 包括 ： 建立一整合电。
12、路区块， 其中， 整合电路区块具有常开缓冲器以及标准电源开关电路。并且， 设定信号起始点以及信号终 止点， 于信号起始点以及信号终止点间的信号传输路径间放置多个整合电路区块以成为多 个传输电路区块。 0007 本发明更提出一种晶片， 包括电源开关电路。 其中， 电源开关电路包括电源开关信 号起始点、 传输路径、 多个标准电路区块、 多个整合电路区块以及电源开关信号终止点。其 中， 电源开关电路依据单一布线路径配置由所述信号起始点通过标准电路区块与所述整合 电路区块至电源开关信号终止点。 0008 基于上述， 本发明建立同时具有常开缓冲器以及标准电源开关电路的整合电路区 说 明 书 CN 103。
13、577621 A 4 2/5 页 5 块， 并在进行晶片内的信号布局时， 利用整合电路区块来取代标准电路区块， 并藉以克服传 输信号上所可能发生的电源电压下降 (IR drop) 的现象。本发明所提供的利用整合电路区 块的置换方法， 可以消除需要透过手动来置放常开缓冲器的动作， 降低布局的复杂度， 而整 合电路区块的布局面积又个别放置常开缓冲器以及标准电源开关电路的布局面积为小， 有 效减低电路布局的面积， 进以降低生产成本。 0009 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂， 下文特举实施例， 并配合所附图式 作详细说明如下。 附图说明 0010 图 1 绘示本发明实施例的电源开关电路的布局。
14、方法的流程图。 0011 图 2A 绘示整合电路区块 200 的示意图。 0012 图 2B 以及图 2C 绘示图 1 实施例的步骤 S120S140 的一实施动作示意图。 0013 图 2D 绘示图 2C 的部份传输导线的连接方式的示意图。 0014 图 2E 以及图 2F 绘示图 1 实施例的步骤 S120S140 的另一实施动作示意图。 0015 图 3 绘示本发明另一实施例的电源开关电路的布局方法的流程图。 0016 图 4 绘示图 3 实施例的一实施方式示意图。 0017 附图说明 ： 0018 S110S140、 S310S330 ： 电源开关电路的布局步骤 0019 200 ： 。
15、整合电路区块 0020 210、 AOB1AOB4 ： 常开缓冲器 0021 220 ： 标准电源开关电路 0022 201208、 2512512 ： 标准电路区块 0023 SIN ： 标准输入端 0024 SOUT ： 标准输出端 0025 AIN ： 常开输入端 0026 AOUT ： 常开输出端 0027 INV1、 INV2 ： 反向器 0028 PM1 ： P 型电晶体 0029 VDDT、 VCCT ： 电源传输端 0030 SA1 ： 信号起始点 0031 SB1 ： 信号终止点 0032 L1L9、 LA ： 导线片段 0033 201_1208_1、 259_12512_。
16、1 ： 整合电路区块 0034 401 ： 核心电路 0035 410450 ： 整合电路区块 0036 BUF1BUF6 ： 缓冲器 具体实施方式 0037 请参照图 1， 图 1 绘示本发明实施例的电源开关电路的布局方法的流程图。其中， 说 明 书 CN 103577621 A 5 3/5 页 6 在步骤 S110 中， 整合常开缓冲器以及标准电源开关电路来建立整合电路区块。请同步参照 图2A， 图2A绘示整合电路区块200的示意图。 其中， 建立整合电路区块200是透过将常开缓 冲器 210 以及标准电源开关电路 220 在固定的区域中进行整合式的布局所建构而成的。简 单来说， 在进行整。
17、合电路区块 200 的建立时， 可以在整合电路区块中设定标准输入端 SIN、 标准输出端 SOUT、 常开输入端 AIN 以及常开输出端 AOUT。接着， 在将常开缓冲器 210 布局 在整合电路区块 200 中的常开输入端 AIN 以及常开输出端 AOUT 之间， 并使常开缓冲器 210 的输入端耦接至常开输入端 AIN， 且使常开缓冲器 210 的输出端耦接至常开输出端 AOUT。 0038 另外， 并将标准电源开关电路 220 布局在整合电路区块 200 中的标准输入端 SIN 以及标准输出端SOUT间， 并使标准电源开关电路220的输入端耦接至标准输入端SIN， 且使 标准电源开关电路。
18、 220 的输出端耦接至标准输出端 SOUT。 0039 在图 2A 的绘示中， 标准电源开关电路 220 由反向器 INV1、 INV2 以及 P 型电晶体 PM1 所构成。其中， 反向器 INV1 接收传送自标准输入端 SIN 的信号， 并对标准输入端 SIN 上 的信号进行反向后传送至 P 型电晶体 PM1 的栅极， 以控制 P 型电晶体 PM1 的导通或断开。P 型电晶体 PM1 的源极以及漏极分别耦接至电源传输端 VDDT 以及 VCCT， 并且， 在当 P 型电晶 体PM1依据其栅极所接受的信号而导通时， 电源传输端VDDT上所接收的电源会被传送至电 源传输端 VCCT 上， 相反。
19、的， 若当 P 型电晶体 PM1 依据其栅极所接受的信号而断开时， 电源传 输端 VDDT 与电源传输端 VCCT 间的电源传输路径会被切断。 0040 另外， 反向器 INV2 则串接在反向器 INV1 的输出端以及标准输出端 SOUT 间， 反向 器 INV2 用以针对反向器 INV1 的输出端上的信号进行反向， 并将反向后的信号传送至标准 输出端 SOUT。 0041 值得注意的， 常开缓冲器210可以与标准电源开关电路220共用操作电源， 而所共 用的操作电源可以是由电源传输端 VDDT 所接收的电源。并且， 这种整合常开缓冲器 210 以 及标准电源开关电路220以进行整合式布局所建。
20、构的整合电路区块200所需要的布局面积 会比分别针对常开缓冲器210以及标准电源开关电路220进行独立布局所需要的总面积来 得小。而且， 在整合电路区块 200 中所具有的整合常开缓冲器 210 以及标准电源开关电路 220 的操作电源可以共用的条件下， 可以省去独立进行常开缓冲器 210 的布局时还需要另 外配置操作电源的电源线的布局动作， 有效降低布局的复杂度。 0042 请重新参照图 1， 在步骤 S120 中， 则针对开关信号起始点以及终止点进行设定， 并 于信号起始点以及信号终止点间的导线传输路径间放置多个标准电路区块。 以下请同步参 照图 2B 以及图 2C， 图 2B 以及图 2。
21、C 绘示图 1 实施例的步骤 S120S140 的一实施动作示意 图。 在图2B中， 首先， 设定信号起始点SA1以及信号终止点SB1在晶片上的布局位置， 并且， 在信号起始点SA1以及信号终止点SB1间的预设的导线传输路径上放置多个标准电路区块 201208， 其中的标准电路区块 201208 中各具有如图 2A 绘示的标准电源开关电路 220。 0043 在此， 标准电路区块是透过串连的方式配置在信号起始点 SA1 以及信号终止点 SB1 间的导线传输路径上。并且， 信号起始点 SA1 以及信号终止点 SB1 间所需要被配置的 标准电路区块的数量是依据信号起始点SA1以及信号终止点SB1间。
22、的传输路径上的电源消 耗状态来决定的。也就是说， 信号起始点 SA1 以及信号终止点 SB1 间所配置的标准电路区 块数量必须满足晶片设计中的电源电压下降 (IR drop) 的规范的需求。因此， 信号起始点 SA1 以及信号终止点 SB1 间所需要被配置的标准电路区块的数量可以依据晶片的实际状态 说 明 书 CN 103577621 A 6 4/5 页 7 来决定， 而图 2B 绘示的 8 个标准电路区块 201208 的配置方式仅只是一个范例， 并不用以 限缩本发明。 0044 请参照图 1 以及图 2B， 在步骤 S130 中， 则进行信号起始点 SA1 与相邻的标准电路 区块 210 。
23、间、 相邻的各标准电路区块间 ( 例如标准电路区块 201 与标准电路区块 202 间， 标 准电路区块 203 与标准电路区块 204 间 ) 以及信号终止点 SB1 与相邻的标准电路区块 208 间的多数条导线片段 L1L9 的多个线段长度的检视动作。其中， 导线片段 L5 由标准电路区 块 204 开始， 依序透过缓冲器 BUF1BUF3 连接至标准电路区块 205。导线片段 L9 则由标准 电路区块 208 开始， 依序透过缓冲器 BUF4BUF6 连接至信号终止点 SB1。 0045 在步骤 S140 中， 在当检视出导线片段 L1L9 中部份线段的长度超过预设值时， 则 进行针对线。
24、段长度超过预设值的导线片段相耦接的标准电路区块置换为整合电路区块的 置换动作， 而这些被置换的整合电路区块则可被称为被置换的电路区块。 0046 具体来说明， 请参照图 2B 以及图 2C， 在图 2B 中， 透过步骤 S130 的检视动作后可 以得知， 导线片段 L5 以及 L9 的线段长度是超过预设值的。因此， 透过步骤 S140 将与导线 片段 L5 相耦接的标准电路区块 201204 置换为整合电路区块 201_1204_1。并且， 透过步 骤S140将导线片段L9相耦接的标准电路区块205208置换为整合电路区块205_1208_1。 其中， 被置换的电路区块的整合电路区块201_1。
25、208_1的电路皆如图2A绘示的整合电路区 块 200。 0047 值得注意的是， 在进行信号起始点 SA1 通过整合电路区块 201_1208_1 至信号终 止点 SB1 的传输信号的布局方式是利用单一布线路径的方式来进行的。也就是说， 传输导 线由信号起始点 SA1 出发并依序经过整合电路区块 201_1208_1 至信号终止点 SB1 的传输 路径上是连续的且没有分叉， 并且， 可利用一笔划的方式来画完整个传输路径。 0048 在图 2C 中， 传输导线由信号起始点 SA1 连接至整合电路区块 201_1 的标准输入 端 SIN， 并由整合电路区块 201_1 的标准输出端 SOUT 连。
26、接至整合电路区块 202_1 的标准输 入端 SIN。信号沿着整合电路区块 202_1203_1 连接至整合电路区块 204_1 的标准输入端 SIN， 并透过整合电路区块 204_1 的标准输出端 SOUT 连接至整合电路区块 204_1 的常开输 入端 AIN。再透过整合电路区块 204_1 的常开输出端 AOUT 连接至整合电路区块 203_1 的常 开输入端AIN。 传输信号再沿着整合电路区块203_1以及202_1连接至整合电路区块201_1 的常开输入端 AIN， 并连接至整合电路区块 205_1 的标准输入端 SIN。 0049 整合电路区块205_1208_1间的信号的连接方式。
27、与整合电路区块201_1204_1间 的信号的连接方式相类似， 以下则不多赘述。其中信号透过整合电路区块 205_1 的常开输 出端 AOUT 连接至信号终止点 SB1。 0050 附带一提的， 在完成了信号起始点SA1以及信号终止点SB1间的传输导线的连接， 以及操作电源以及切断电源的连接后， 0051 请参照图 2D， 图 2D 绘示图 2C 的部份传输导线的连接方式的示意图。由图 2D 可 以发现， 整合电路区块 201_1204_1 中所配置的常开缓冲器 AOB1AOB4 就可以有效的被放 置在信号起始点 SA1 与信号终止点 SB1 间。另外， 整合电路区块 201_1204_1 的。
28、电源传输 端 VDDT 可共同接收相同的操作电源， 而整合电路区块 201_1204_1 的电源传输端 VCCT 可 相互耦接。 0052 以下请同步参照图 1、 图 2E 以及 2F， 图 2E 以及图 2F 绘示图 1 实施例的步骤 说 明 书 CN 103577621 A 7 5/5 页 8 S120S140 的另一实施动作示意图。在图 2A 中， 在步骤 S130 中， 进行信号起始点 SA1 与相 邻的标准电路区块 210 间、 相邻的各标准电路区块 2522511 间 ( 例如标准电路区块 251 与 标准电路区块 252 间， 标准电路区块 253 与标准电路区块 254 间 )。
29、 以及信号终止点 SB1 与 相邻的标准电路区块 2512 间的多数条信号片段的多个线段长度的检视动作， 其中的导线 片段 LA 则由标准电路区块 2512 开始， 依序透过缓冲器 BUF1BUF4 连接至信号终止点 SB1。 0053 而在步骤S140中， 检视出导线片段LA的线段长度超过预设值， 并进行针对与线段 长度超过预设值的导线片段相耦接的标准电路区块置换为整合电路区块的置换动作。并 且， 由图 2F 可知， 透过步骤 S140， 则可以将与导线片段 LA 相耦接的标准电路区块 2592512 置换为整合电路区块 259_12512_1。 0054 在完成了上述的整合电路区块 259。
30、_12512_1 的置换动作后， 则可以透过单一 布线路径的方式来进行信号起始点 SA1 通过标准电路区块 251258 以及整合电路区块 201_1208_1 至信号终止点 SB1 的传输布局。 0055 以下请参照图 3， 图 3 绘示本发明另一实施例的电源开关电路的布局方法的流程 图。 其中的步骤包括 ： 首先， 在步骤S310中， 透过针对常开缓冲器以及标准电源开关电路进 行整合式布局以建立整合电路区块。并且， 在步骤 S320 中， 设定信号起始点以及信号终止 点在晶片上的布局位置， 再于步骤 S330 中， 于信号起始点以及信号终止点间的传输路径间 放置多个整合电路区块以成为多个传。
31、输电路区块。 0056 值得注意的是， 本实施例直接放置作为传输电路区块的整合电路区块于信号起始 点以及信号终止点间， 可有效简化布局的流程。而信号起始点以及信号终止点间的整合电 路区块的数量， 可以依据导线传输路径上的电源消耗状态来计算。 并且， 标准电路区块在传 输路径上以串连排列的方式来进行配置。 0057 以下请参照图 4， 图 4 绘示图 3 实施例的一实施方式示意图。在图 4 中， 信号起始 点 SA1 以及信号终止点 SB1 被设定在晶片中的核心电路 401 的相同的侧边。信号传输路径 则被设定为信号起始点 SA1 出发并绕至核心电路 401 的另一侧的上方， 再绕回信号终止点 。
32、SB1。藉由传输路径上的电源消耗状态来进行计算， 可以获知信号起始点 SA1 以及信号终止 点 SB1 间的整合电路区块的数量 ( 例如为 5 个 )。因此， 透过在信号起始点 SA1 以及信号终 止点SB1间的导线传输路径上， 透过依序串接的方式， 将整合电路区块410450依序配置在 信号起始点 SA1 以及信号终止点 SB1 间。 0058 综上所述， 本发明通过针对常开缓冲器以及标准电源开关电路进行整合性的布局 来建立整合电路区块， 并且， 在需要常开缓冲器的传输路径上， 配置足够数量的整合电路区 块以配置常开缓冲器。 如此一来， 不需要进行额外加入常开缓冲器的布局动作， 有效减低布 。
33、局的复杂度。另外， 整合电路区块的布局面积会小于常开缓冲器以及标准电源开关电路独 立进行布局所需要的布局面积， 因此， 可以降低因加入常开缓冲器所造成的布局面积的增 加， 有效降低生产成本。 0059 虽然本发明已以实施例揭露如上， 然其并非用以限定本发明， 任何所属技术领域 中具有通常知识者， 在不脱离本发明的精神和范围内， 当可作些许的更动与润饰， 故本发明 的保护范围当视申请专利范围所界定者为准。 说 明 书 CN 103577621 A 8 1/9 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103577621 A 9 2/9 页 10 图 2A 说 明 书 附 图 CN 1035776。
34、21 A 10 3/9 页 11 图 2B 说 明 书 附 图 CN 103577621 A 11 4/9 页 12 图 2C 说 明 书 附 图 CN 103577621 A 12 5/9 页 13 图 2D 说 明 书 附 图 CN 103577621 A 13 6/9 页 14 图 2E 说 明 书 附 图 CN 103577621 A 14 7/9 页 15 图 2F 说 明 书 附 图 CN 103577621 A 15 8/9 页 16 图 3 说 明 书 附 图 CN 103577621 A 16 9/9 页 17 图 4 说 明 书 附 图 CN 103577621 A 17 。