延时计算方法、定时解析方法、计算对象网络的近似方法及延时控制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200410071218.2

申请日:

2004.07.16

公开号:

CN1577340A

公开日:

2005.02.09

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20040716授权公告日:20080102终止日期:20100716|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G06F17/50; H01L21/82; H01L27/04

主分类号:

G06F17/50; H01L21/82; H01L27/04

申请人:

松下电器产业株式会社

发明人:

雨河直树; 一宫敬弘; 佐藤和弘

地址:

日本大阪府门真市

优先权:

2003.07.16 JP 275246/2003

专利代理机构:

中国专利代理(香港)有限公司

代理人:

徐谦;叶恺东

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内容摘要

一种考虑了半导体集成电路的延时计算对象网的邻近网的延时计算方法,包含,选择邻近网驱动单元的静态组合的邻近网内部电阻选择工序、把由从上述工序选择了的邻近网驱动单元的内部电阻等求得的系数乘耦合电容,把由此得到的值作为延时计算对象网的耦合电容接地的耦合电容接地工序、从由这些工序得到的电路导出延时值的延时值导出工序。由此,解决实际上由于把电位变动的邻近布线零电位近似而不能求出正确的延时值这样的延时计算方法中的问题。

权利要求书

1.  一种延时计算方法,考虑了半导体集成电路的延时计算对象网的邻近网,其特征在于:
包含
选择邻近网驱动单元的静态组合的邻近网内部电阻选择工序;
把从由上述延时计算对象网和上述邻近网得到的、延时计算对象网过渡,上述延时计算对象网和上述邻近网之间的耦合电容,上述邻近网的布线电阻,上述邻近网的布线电容,和从上述工序选择出的上述邻近网驱动单元的内部电阻求得的系数乘上述耦合电容,把由此得到的值作为上述延时计算对象网的耦合电容接地的耦合电容接地工序,
从由上述工序得到的电路导出延时值。

2.
  一种延时计算方法,考虑了半导体集成电路的延时计算对象网的邻近网,其特征在于:
包含
选择邻近网驱动单元的静态组合的邻近网内部电阻选择工序;
计算流入从由上述延时计算对象网和上述邻近网得到的、延时计算对象网过渡,上述延时计算对象网和上述邻近网之间的耦合电容,邻近网的布线电阻,邻近网的布线电容,和从上述工序选择出的上述邻近网驱动单元的内部电阻求得的耦合电容的电流,把上述耦合电容和上述邻近网置换成电流源的耦合电容置换工序;
从由上述工序得到的电路导出延时值。

3.
  一种定时解析方法,考虑了因邻近半导体集成电路的定时解析对象路径中的网的网所造成的延时值的影响,其特征在于:
在定时检证路径的检证条件中使用由权利要求1或权利要求2记载的延时计算方法求得的延时值来进行定时检证。

4.
  一种计算对象网络的近似方法,考虑了邻近成为计算对象的被驱动网的邻近网,其特征在于:
根据上述邻近网的驱动单元内部电阻的值,和从上述邻近网的驱动单元到上述被驱动网和上述邻近网之间的网间电容的电阻值,来决定是接地近似上述网间电容、或是保持和上述网间电容的上述邻近网的连接。

5.
  一种计算对象网络的近似方法,考虑了邻近成为计算对象的被驱动网的邻近网,其特征在于:
把上述被驱动网和上述邻近网之间的网间电容,通过与上述邻近网的驱动单元内部电阻的值、和从上述邻近网的驱动单元到上述网间电容的电阻值对应的等效电阻,来进行对地近似。

6.
  一种计算对象网络的近似方法,考虑了邻近成为计算对象的被驱动网的邻近网,其特征在于:
包含算出上述被驱动网和上述邻近网之间的定时窗的工序,和在上述定时窗不重叠时,根据上述邻近网的电容、电阻和驱动单元内部电阻的值,把上述被驱动网和上述邻近网的布线间电容接地近似的工序。

7.
  一种计算对象网络的近似方法,考虑了邻近成为计算对象的被驱动网的邻近网,其特征在于:
根据到构成上述邻近网和布线间电容的部分为止的上述被驱动网的电阻值,和上述布线间电容的电容值,来接地近似上述布线间电容。

8.
  一种延时控制方法,其特征在于:
对成为延时计算对象的被驱动网,进行电屏蔽布线,把该屏蔽布线用高电阻元件连接电源或接地。

9.
  一种延时控制方法,其特征在于:
通过对成为延时计算对象的被驱动网进行电屏蔽布线,把该屏蔽布线用电阻值可控制的元件连接电源或接地,进行上述屏蔽布线中的电阻值控制,来控制上述被驱动网的延时值。

10.
  一种延时控制方法,其特征在于:
对成为延时计算对象的被驱动网进行电屏蔽布线,把上述屏蔽布线用电阻值可控制的元件连接电源或接地,在LSI制造后进行动作检证,抽出因加工偏差等造成的延时偏差的布线,进行上述屏蔽布线中的电阻值控制,控制偏差了的被驱动网的延时值。

11.
  一种延时控制方法,其特征在于:
对成为延时计算对象的被驱动网进行电屏蔽布线,把屏蔽布线用电阻值可控制的元件连接电源或接地,算出从由检测LSI中的任意点的延时时间变动的装置所检测出的延时时间变动对上述被驱动网的布线延时的影响,进行屏蔽布线中的电阻值控制以便抑制上述被驱动网的布线延时变动。

12.
  一种延时控制方法,其特征在于:
算出因被屏蔽网的温度变化造成的延时变动,算出把抑制因上述被屏蔽网的驱动单元的温度变化造成的上述延时变动的被屏蔽布线和屏蔽布线间的电容,及上述屏蔽布线与电源或地连接的元件的电阻值,对于上述被屏蔽布线,进行形成上述已算出的布线间电容的电屏蔽布线,把上述屏蔽布线用上述已算出的电阻值的元件连接电源或接地。

13.
  一种延时控制方法,其特征在于:
连接多个驱动成为延时计算对象的被驱动网的邻近布线的元件,切换控制驱动上述邻近布线时的元件和非驱动时的元件,使上述邻近布线的驱动单元内部电阻变化,由此来控制被驱动网的延时值。

说明书

延时计算方法、定时解析方法、计算对象网络 的近似方法及延时控制方法
技术区域
本发明涉及被用于辅助半导体装置的设计用的CAD装置等、使在作成的半导体装置中的延时时间整体高速化,或任意布线高速化的延时计算方法、定时解析方法、计算对象网络的近似方法及延时控制方法。
背景技术
近年,因为半导体的加工微细化,邻近布线间电容与对衬底电容和栅电容相比较增大,因此使用CAD装置进行考虑了布线间电容的延时计算成为主流。并且,由静态解析手法保持时间幅度保持来解析邻近布线的电位变动时间,计算因邻近布线间电容造成的延时变动的手法也被普遍采用。
由于布线间电容引起称为延时变动或噪声的串扰现象,因此,现状的CAD装置具有进行考虑了来源于介由布线间电容给予的邻近网的干扰的解析的功能。
在静态定时解析的延时计算中,邻近网和延时计算对象网同时迁移时,现状的CAD装置具有考虑给予因邻近网造成的延时计算对象网的延时值的影响的功能。
并且,在静态定时解析的延时计算中,没有因和邻近布线的迁移定时不匹配而引起由串扰造成的延时变动时,布线间电容接地。该例子示于图27~图29。图27是由样例1001和样例1002组成的网N001与由样例1003和样例1004组成的网N002具有布线间电容C1和C2且邻近的电路。图28表示网N001与网N002的迁移定时、即不同时迁移。图29是把布线间电容接地的图。
该布线间电容的接地,基于非迁移网经常是电源电位或零电位这样的假定。并且,以往进行该接地时,不考虑电阻成分。
在此,在由CAD装置的延时计算中,连接成为对象的布线的电容和电阻对其延时值给予很大的影响。然而,抽出遵从轮廓形状的布线网络、基于其网络进行延时计算是常事。不过,虽然越详细地抽出布线网络精度越高,可是延时计算时间变长。因而,保持一定程度的精度、简化布线网络、在现实的计算时间中求延时的技术被寻求。
因此,在以往网络的简化中,和延时计算对象布线邻近的布线间电容,按原大小,或被乘倍率来接地是通常的(参照如特开2000-48053)。
然而,由于伴随着加工微细化的布线间电容的增大和布线电阻的增大,为了减少消耗电力的电源电压降低,而如图30所示的那样,信号迁移使邻近网的电位变动,邻近网的电源或零电位近似逐渐变为不成立。
延时计算对象网起动时,邻近网的电位与电源电位或零电位相比上升,延时计算对象网落降时,邻近网的电位与电源电位或零电位相比下降。因该邻近布线的电位变动所造成的视在的布线间电容变小,实际的延时值也比基于接地近似的延时值变小。
发明内容
本发明的目的在于,解决上述以往的问题点、更正确地求出延时值。
并且,在网络的简化中,如以往实行的那样,使和延时计算对象布线邻近的布线间的电容,按原样的大小或乘倍率来接地时,网络能容易地简化,然而,由于把所有的布线一律接地,因此,例如即使能匹配平均的电容,根据条件也会变成不同于本来的延时值地值。因此,将要进行极端情况的定时检证时,存在能否对应,或者,必须取一样大的余裕这样的问题。
并且,进行把布线间电容一律接地的近似时,存在不能进行考虑了串扰的延时计算的问题。
本发明,考虑到了上述问题,其目的是提供一种不用大幅度降低延时计算精度,而能实现延时计算时间的缩短的延时计算方法和定时解析方法。
本发明的延时计算方法,是考虑了半导体集成电路的延时计算对象网的邻近网的延时计算方法,特征在于,包含,
选择邻近网驱动单元的静态组合的邻近网内部电阻选择工序;
把从由延时计算对象网和邻近网得到的、延时计算对象网过渡、延时计算对象网和邻近网之间的耦合电容,邻近网的布线电阻,邻近网的布线电容,和从工序选择出的邻近网驱动单元的内部电阻求得的系数乘耦合电容,把由此得到的值作为延时计算对象网的耦合电容接地的耦合电容接地工序,
从由工序得到的电路导出延时值。
根据上述结构,能检证因静止时的邻近布线造成的延时值的不同,使更正确的定时解析成为可能。并且,在反映了更实际的动作的形态中,能简化计算对象网络。因而,能更正确地求出延时值、能实现延时计算时间的缩短。
本发明的别的延时计算方法,是考虑了半导体集成电路的延时计算对象网的邻近网的延时计算方法,特征在于,包含,
选择邻近网驱动单元的静态组合的邻近网内部电阻选择工序;
计算流入从由延时计算对象网和邻近网得到的、延时计算对象网过渡,延时计算对象网和邻近网之间的耦合电容,邻近网的布线电阻、邻近网的布线电容,和从工序选择出的邻近网驱动单元的内部电阻求得的耦合电容的电流,把耦合电容和邻近网置换成电流源的耦合电容置换工序,
从由工序得到的电路导出延时值。
本发明的定时解析方法,是考虑了因邻近半导体集成电路的定时解析对象路径中的网的网所造成的延时值的影响的定时解析方法,特征在于,
在定时检证路径的检证条件中使用由权利要求1或权利要求2记载的延时计算方法求得的延时值来进行检证。
根据上述结构,使用由上述延时计算方法求出的延时值,对于定时检证路径的检证条件,能选择正确的值进行定时检证,并有和上述相同的效果。
本发明的计算对象网络的近似方法,是考虑了邻近成为计算对象的被驱动网的邻近网的计算对象网络的近似方法,特征在于,根据邻近网的驱动单元内部电阻的值,和从邻近网的驱动单元到被驱动网和邻近网之间的网间电容的电阻值,来决定是接地近似网间电容、或是保持和网间电容的邻近网的连接。
根据上述结构,能简化计算对象网络。
本发明的别的计算对象网络的近似方法,是考虑了邻近成为计算对象的被驱动网的邻近网络的计算对象网络的近似方法,特征在于,把被驱动网和邻近网之间的网间电容,通过与邻近网的驱动单元内部电阻的值、和从邻近网的驱动单元到网间电容的电阻值对应的等效电阻,来进行对地近似。
根据上述结构,能进行根据和邻近布线的动作的影响的近似。
本发明的别的计算对象网络的近似方法,是考虑了邻近成为计算对象的被驱动网的邻近网络的计算对象网络的近似方法,包含算出被驱动网和邻近网之间的定时窗的工序,和在定时窗不重叠时,根据邻近网的电容、电阻和驱动单元内部电阻的值,把被驱动网和邻近网的布线间电容接地近似的工序。
根据上述结构,由于考虑了定时窗,因此不会对串扰解析造成影响,而能削减计算对象网络量。
本发明的别的计算对象网络的近似方法,是考虑了邻近成为计算对象的被驱动网的邻近网的计算对象网络的近似方法,特征在于,根据到构成邻近网和布线间电容的部分为止的被驱动网的电阻值,和布线间电容的电容值,来接地近似布线间电容。
根据上述结构,由于在考虑了布线间电容的实质性影响的基础上来进行近似,因此,不用伴随着大的延时误差,而能进行计算对象网络的削减。
本发明的延时控制方法,特征在于,对成为延时计算对象的被驱动网,进行屏蔽布线,把该屏蔽布线用高电阻元件连接电源或接地。
根据上述结构,有例如,在存在使半导体集成电路中的布线延时高速化的被驱动网时,在邻近布线道铺设屏蔽布线、使用PS电阻/OD电阻等的高电阻元件把其屏蔽布线连接到电源或接地电位,由此来使被驱动网的布线延时高速化的手法。用高电阻元件连接屏蔽布线和电源或地之间,由此,被驱动网和屏蔽布线间的电位差减小、有效布线间电容也变小,被驱动网的布线延时时间变小。按照本方法,能减少被驱动网和屏蔽布线间的有效布线间电容,能削减被驱动网的布线延时时间。
本发明的别的延时控制方法,特征在于,通过对成为延时计算对象的被驱动网进行电屏蔽布线,把该屏蔽布线用电阻值可控制的元件连接电源或接地,进行上述屏蔽布线中的电阻值控制,来控制上述被驱动网的延时值。
根据上述结构,有例如,在存在半导体集成电路中的布线延时时间的控制成为必要的被驱动网时,在邻近布线道铺设屏蔽布线、使用并列连接的晶体管等可变电阻元件把其屏蔽布线连接到电源或接地电位,由此来控制被驱动网的布线延时的手法。这样,通过用可变电阻元件连接屏蔽布线和电源或地之间,可以实现要进行延时值的控制的布线的延时时间控制。按照本手法,能控制被驱动网和屏蔽布线间的有效布线间电容,能控制被驱动网的布线延时时间。
本发明的延时控制方法,特征在于,对成为延时计算对象的被驱动网进行电屏蔽布线,把屏蔽布线用电阻值可控制的元件连接电源或接地,在LSI制造后进行动作检证,抽出因加工偏差等造成的延时偏差的布线,进行屏蔽布线中的电阻值控制,控制偏差了的被驱动网的延时值。
根据上述结构,有例如,在存在半导体集成电路中的布线延时时间的控制成为必要的被驱动网时,在邻近布线道铺设屏蔽布线、使用并列连接的晶体管等可变电阻元件把其屏蔽布线连接到电源或接地电位,由此来控制被驱动网的布线延时、扩宽LSI的动作保证范围的手法。用可变电阻元件连接屏蔽布线和电源或地之间,由此,可以实现要进行延时值的控制的布线的延时时间控制、提高成品率。
根据本手法,在LSI制造后,抽出所发觉的因加工偏差等造成的延时偏差、控制被驱动网和屏蔽布线间的有效布线间电容,由此,能控制被驱动网的布线延时时间,能改善因加工偏差造成的成品率下降。
本发明的别的延时控制方法,特征在于,对成为延时计算对象的被驱动网进行电屏蔽布线,把屏蔽布线用电阻值可控制的元件连接电源或接地,算出从由检测LSI中的任意点的延时时间变动的装置所检测出的延时时间变动对被驱动网的布线延时的影响,进行屏蔽布线中的电阻值控制以便抑制被驱动网的布线延时变动。
根据上述结构,有例如,在存在半导体集成电路中的布线延时时间的控制成为必要的被驱动网时,在邻近布线道铺设屏蔽布线、使用并列连接的晶体管等可变电阻元件把其屏蔽布线连接到电源或接地电位,并且,使用检测LSI中的延时变动的电路和用于削减其延时变动的可变电阻控制电路,在LSI动作中进行布线的延时时间控制、谋求电路的稳定化的延时值控制方法。使用延时变动检测电路和可变电阻控制电路,控制被驱动网和屏蔽布线间的有效布线间电容,由此,能进行被驱动网的布线延时时间的控制、谋求LSI电路的稳定化。
根据本手法,在LSI动作时能动态地控制有偏差的被驱动网的延时值、扩宽动作保证范围。例如,检测起因于产生在LSI动作中的芯片内温度偏差或芯片内电位偏差的延时变动、控制被驱动网和屏蔽布线间的有效布线间电容,由此,可以在LSI动作中动态地补正被驱动网的布线延时时间变动、谋求电路的动作稳定化。
本发明的别的延时控制方法,特征在于,算出因被屏蔽网的温度变化造成的延时变动,算出把抑制因被屏蔽网的驱动单元的温度变化造成的延时变动的被屏蔽布线和屏蔽布线间的电容,及屏蔽布线与电源或地连接的元件的电阻值,对于被屏蔽布线,进行形成已算出的布线间电容的电屏蔽布线,把屏蔽布线用已算出的电阻值的元件连接电源或接地。
根据上述结构,有例如,在存在半导体集成电路中的布线延时时间的控制成为必要的被屏蔽网如被驱动网时,算出因温度变化造成的被驱动网的驱动单元和布线延时的变动、算出为削减延时变动而必需的屏蔽布线间电容和把屏蔽布线连接到电源/地的温度系数高的元件电阻,铺设屏蔽布线以便成为被算出的布线间电容值、用成为被算出的元件电阻值的电阻元件连接到电源/地,抑制因温度变化造成的延时变动的延时值稳定化方法。铺设屏蔽布线以便成为被算出的布线间电容和元件电阻值,由此,能抑制布线延时的温度变化。
根据本手法的延时值稳定化方法,追踪起因于产生在LSI动作中的芯片内温度偏差的延时变动、被驱动网和屏蔽布线间的有效布线间电容变化,由此,可以抑制因芯片内部温度分布造成的被屏蔽布线的温度依存性,在LSI动作中自动地补正被驱动网的布线延时时间变动、谋求电路的动作稳定化。
本发明的别的延时控制方法,特征在于,连接多个驱动成为延时计算对象的被驱动网的邻近布线的元件,切换控制驱动邻近布线时的元件和非驱动时的元件,使邻近布线的驱动单元内部电阻变化,由此来控制被驱动网的延时值。
根据上述结构,有例如,在存在半导体集成电路中的布线延时时间的控制成为必要的被驱动网时,变更驱动邻近布线的晶体管为复数或复数组的晶体管、切换控制在邻近布线状态迁移时具有必要的驱动力的晶体管和为在稳定状态时固定电位而使用的晶体管,使连接邻近布线和电源/地的电阻值变化、控制被驱动网的延时值的延时值控制方法。切换由复数组的晶体管驱动的信号布线的驱动晶体管,由此,使信号布线和电源/地间的电阻值变化,能控制被驱动网和邻近布线间的有效布线间电容、控制被驱动网的延时时间。
根据本手法,即使是在被驱动网的邻近布线道没有余裕的LSI也不用铺设屏蔽布线,把邻近布线的驱动晶体管变更为复数连接,切换那些晶体管,由此,能抑制对邻近布线延时时间的影响、控制被驱动网的延时时间。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的延时计算方法的步骤的流程图。
图2是用于说明本发明的从实施方式1到实施方式3的实施例的电路图。
图3是说明在本发明的从实施方式1到实施方式3的实施例中,求布线间电容连接的节点的信号迁移时间的方法的图。
图4是用于解析在本发明的从实施方式1到实施方式3的实施例中,布线间电容连接的邻近网的图。
图5是表示在本发明的实施方式1或实施方式3的实施例中,邻近网的电位变动的状态的图。
图6是表示在本发明的实施方式1或实施方式3的实施例中,置换布线间电容为等效电容的状态的图。
图7是表示本发明的实施方式2的延时计算方法的步骤的流程图。
图8是表示在本发明的实施方式2或实施方式3的实施例中,流入布线间电容的电流波形的图。
图9是表示在本发明的实施方式1或实施方式3的实施例中,置换布线间电容为等效电流源的状态的图。
图10是表示本发明的实施方式3的定时解析方法的步骤的流程图。
图11是用于说明本发明的实施方式3的实施例的电路图。
图12是用于说明包含由本发明的实施方式1或实施方式2求出的延时值的本发明的实施方式3的实施例的电路图。
图13是在本发明的实施方式4中简化的计算对象网络的说明图。
图14是一般的驱动单元的等效电路例。
图15是表示近似后的计算对象网络的电路图。
图16是表示计算对象网络的近似手法的流程图。
图17是表示接地近似布线间电容的计算对象网络的电路图。
图18是表示本发明的实施方式8的流程图。
图19(a)是表示使用了以往的低电阻元件的连接的说明图。
图19(b)和图19(c)是表示对使用了高电阻元件的电源和地的连接的说明图。
图20是本发明的实施方式9的流程图。
图21是说明本发明的实施方式9的可变电阻元件的例的说明图。
图22是表示本发明的实施方式10的流程图。
图23是表示本发明的实施方式11的流程图。
图24是表示本发明的实施方式12的流程图。
图25是表示本发明的实施方式13的流程图。
图26是在本发明的实施方式13中的单元内部接通电阻切换元件例的电路图。
图27是以往例的电路图。
图28是表示在以往例的电路中的迁移定时的图。
图29是表示在以往例中的布线间电容的接地近似的图。
图30是表示电位静止的网因邻近布线的迁移而变动的图。
具体实施方式
下面,参照附图说明该发明的实施方式。
(实施方式1)
首先,关于该发明的实施方式1的半导体集成电路设计的延时计算方法,由图1到图6进行说明。该实施方式1,是考虑了在延时计算时的对基于邻近延时计算对象网的邻近网的延时计算对象网的延时值的影响的延时计算方法。
图1是表示实施方式1的延时计算方法的步骤的流程图。图2是由样例1010和样例1011组成的网N010、由样例1012和样例1013组成的网N011、和由样例1014和样例1015组成的网N012所组成的电路图。网N010由布线间电容CC1与网N011、由布线间电容CC2与网N012结合。并且,布线电阻R1和R2、对地电容CG1和CG2寄生在网N010上,线电阻R3、对地电容CG3寄生在网N011上,布线电阻R4、对地电容CG4寄生在网N012上。
取该电路为例,说明实施方式1。
首先,由延时计算对象RLC网络抽出单元S001,抽出作为延时计算对象的网N010的寄生元件的布线电阻R1和R2、对地电容CG1和CG2、及布线间电容CC1和CC2。接着,由邻近网RLC网络抽出单元S002,抽出作为邻近网的网N011的线电阻R3、对地电容CG3、及网N012的布线电阻R4、对地电容CG4。由邻近网驱动单元内部电阻选择单元S003,选择作为延时库记载的邻近网驱动单元的样例1012和1014的内部电阻。另外,在这里,所谓的内部电阻,含义为各个邻近网驱动单元的电源电压侧或零电位侧驱动晶体管ON电阻和单元内的布线电阻的和。
由耦合电容接地单元S004,相对于由邻近网驱动单元内部电阻选择单元S003求出的内部电阻,关于所有的布线间电容,求考虑因邻近网的电位变动造成的视在的布线间电容的变动的系数M。下面,叙述考虑因电位变动造成的视在的布线间电容的变动的系数的导出方法。使用把图3所示布线间电容接地的电路,求作为延时计算对象的网N010的节点NODE1和节点NODE2的跃变SLEW1和跃变SLEW2。由把跃变SLEW1和跃变SLEW2置换为电压源SLEW1’和电压源SLEW2’的图4所示的电路,求发生在所有的邻近网上的电位上升Vnoise。图5表示在邻近网N011和网N012上的电位上升Vnoise。由电位上升Vnoise,用
M=(Vdd-Vnoise)/Vdd×α来计算考虑因求得的电位变动造成的视在的布线间电容的变动的系数M。这里,Vdd是电源电压,α是由电位波形变动形状决定的系数。图6是由该耦合电容接地单元S004得到的电路。把该电路由网络简化单元S005简化、由延时值导出单元S006、使用延时库计算延时值、网终端的跃变。对于所有的网,重复该步骤,最后输出延时信息。
(实施方式2)
关于该发明的实施方式2的半导体集成电路设计的延时计算方法,由图2~图4、图7~图9说明。该实施方式2,是考虑在延时计算时对因邻近延时计算对象网的网造成的延时计算对象网的延时值的影响的延时计算方法。
图7是表示实施方式2的延时计算方法的步骤的流程图。图2是由样例1010和样例1011组成的网N010、由样例1012和样例1013组成的网N011、和由样例1014和样例1015组成的网N012所组成的电路图。网N010用布线间电容CC1和网N011、用布线间电容CC2和网N012结合。并且,布线电阻R1和R2、对地电容CG1和CG2在网N010上、线电阻R3、对地电容CG3在网N011上、布线电阻R4、对地电容CG4在网N012上寄生。
以该电路为例,说明实施方式2。
首先,由延时计算对象RLC网络抽出单元S001,抽出作为延时计算对象的网N010的寄生元件的布线电阻R1和R2、对地电容CG1和CG2、及布线间电容CC1和CC2。接着,由邻近网RLC网络抽出单元S002,抽出作为邻近网的网N011的线电阻R3、对地电容CG3、及网N012的布线电阻R4、对地电容CG4。由邻近网驱动单元内部电阻选择单元S003,选择作为延时库记载的邻近网驱动单元的样例1012和1014的内部电阻。而且在这里,所谓的内部电阻,含义为各个邻近网驱动单元的电源电压侧或零电位侧驱动晶体管ON电阻和单元内的布线电阻的和。
由耦合电容置换单元S010把从延时计算对象网N010看布线间电容以后的电路置换成模拟布线间电容和邻近网的负荷的电流源。下面,叙述置换手法。使用把图3所示的布线间电容接地的电路,求作为延时计算对象的网N010的节点NODE1和节点NODE2的跃变SLEW1和跃变SLEW2。由把跃变SLEW1和跃变SLEW2置换为电压源SLEW1’和电压源SLEW2’的图4所示的电路,求流出到所有的邻近网或由邻近网流入的电流CURR。图8是由电压源SLEW1’和电压源SLEW2’流出的电流。根据电流CURR,计算用
I=CURR×β求得的电流源I。在这里,β是由电流波形形状决定的系数。图9是由该耦合电容置换单元S010得到的电路。把该电路由网络简化单元S005简化、由延时值导出单元S006使用延时库计算延时值、网终端的跃变。对于所有的网,重复该步骤,最后输出延时信息。
(实施方式3)
说明该发明的实施方式3的半导体集成电路设计的定时解析方法,特别是静态定时解析方法。
该实施方式3,是考虑对基于邻近定时解析对象路径中的网的邻近网的定时解析对象路径中的网的延时值的影响、对于设置和保持定时制约,定时地进行严格的解析的定时解析方法。
图10是表示实施方式3的定时解析方法的步骤的流程图。图11是具有从时钟源CK到触发器FF1的网N020、从时钟源CK到触发器FF2的网N023、作为从触发器FF1到触发器FF2的路径的组合电路COMB1和网N021、邻近网N020的网N024、邻近网N021的网N025、和邻近网N023的网N026的同步式时序电路。
以该电路为例,说明实施方式3。
如在实施方式1或实施方式2中说明的一样,由延时计算对象RLC网络抽出单元S001、邻近网RLC网络抽出单元S002、邻近网驱动单元内部电阻选择单元S003、和耦合电容接地单元S004或耦合电容置换单元S010、网络简化单元S005、和延时值导出单元S006,求因图11的网N020、网N023、组合电路COMB1和网N021的邻近布线负荷的影响所造成的最大和最小延时值。定时解析单元S008使用延时信息S007进行定时解析,把解析结果记录到定时报告S009上。
图12表示各个网或组合电路的最大和最小延时值,括弧内左侧的数值是最小延时、括弧内右侧的数值是最大延时。由于网N020和网N024、网N021和网N025、网N023和网N026之间具有布线间电容,因此具有最大和最小延时值。并且,由于网N020的网终端的跃变具有最大和最小2个值,因此触发器FF1的延时值也具有与其对应的最大和最小2个值。触发器FF2的设置时间,由于使用网N021终端的跃变的最大值和网N023终端的跃变的最小值来求出,因此是1个值。并且,触发器FF2的保持时间,由于使用网N021终端的跃变的最小值和网N023终端的跃变的最大值来求出,因此是1个值。时间单位设为ns(纳秒)。
下面叙述关于进行把触发器FF1的时钟脉冲插头CK当作开始端、把触发器FF2的数据插头D当作结束端的路径的设置检证的情况。
设置检证,检证时钟周期、网N023的最小延时值和触发器FF2的设置时间之和,与网N020的最大延时值、从触发器FF1的时钟脉冲插头CK到数据插头D的最大延时值、组合电路COMB1的最大延时值和网N021的最大延时值之和的差比零大。设时钟周期为10ns,于是,例如,变为,
(10.0+1.5+1.0)-(1.1+1.1+8.0+2.4)=-0.1成为设置误差(设置解析时,数据发送侧时钟选择迟的一方、数据接受侧时钟选择快的一方)。
下面叙述关于进行把触发器FF1的时钟脉冲插头CK当作开始端、把触发器FF2的数据插头D当作结束端的路径的保持检证的情况。
保持检证,检证网N020的最小延时值、从触发器FF1的时钟脉冲插头CK到数据插头D的最小延时值、组合电路COMB1的最小延时值和网N021的最小延时值之和,与网N023的最大延时值和触发器FF2的设置时间之和的差比零大。例如,变为,
(1.0+1.0+8.0+2.0)-(1.2+1.0)=9.8未成为保持误差(保持解析时,数据发送侧时钟选择快的一方、数据接受侧时钟选择迟的一方)。
(实施方式4)
关于本发明的实施方式4,由图13和图14说明。
图13是在本发明的实施方式4中被简化的计算对象网络。B4001是被驱动布线、B4002是驱动单元、B4003是邻近布线、B4004是驱动邻近布线的单元、B4005是被驱动布线和邻近布线间的布线间电容、B4006是从驱动邻近布线的单元到布线间电容的电阻(Rw)。
图14是一般的驱动单元的等效电路例。B4101是电源线、B4102是驱动单元输出电源电位(Hi)时的驱动等效电阻(Rsp)、B4103是驱动单元输出地电位(Lo)时的驱动等效电阻(Rsn)、B4104是把输出Hi时的驱动等效电阻连接到输出的开关、B4105是把输出Lo时的等效电阻连接到输出的开关、B4106是输出。该驱动单元输出电源电位(Hi)时的驱动等效电阻(Rsp)和驱动单元输出地电位(Lo)时的驱动等效电阻(Rsn),一般地,作为晶体管的ON电阻可以得到。
如前面叙述的那样,B4005的布线间电容受从邻近布线B4003到地或电源的电阻值Ra影响。也就是说,该电阻值Ra小时,和对地直接连接时的动作之差小,然而,电阻值Ra大时,作不同的动作。因此,电阻值Ra,可作为从驱动B4003的邻近布线的单元B4004到布线间电容B4005的电阻(Rw)B4006、与驱动单元内的等效电阻Rsp和Rsn的大的一方之和来表现。
因此,该电阻值Ra的值比设定的阈值如100ohm小时,把布线间电容B4005近似对地连接、比阈值大时,保留邻近布线B4003的结构。由此,能保留给被驱动布线的动作带来显著影响的结构、并简化计算对象网络。
在例子中,设阈值为100ohm,然而也可以是其它的值。并且,作为进行简化的参数,还可以增加布线间电容的大小。例如,可以是这样结构,布线间电容比某值小时,一律向对地连接进行简化。
还有,作为进行简化的参数,可以增加驱动单元的能力。例如,根据布线间电容和驱动能力,能知道布线间电容贡献于延时的程度。从而,可以是这样的结构,认为该延时值比一定值小时,基于布线间电容的简化造成的影响小、而一律进行简化。
(实施方式5)
由图13和图15说明该发明的实施方式5。使用图13和图15进行说明。
图15是表示近似后的计算对象网络的图。B4201是被驱动布线、B4202是驱动单元、B4203是被驱动布线B4201和邻近布线间的布线间电容对应的布线间电容、B4204是连接近似电容和地的等效电阻、B4205是地。
在图13中,被驱动布线B4001的动作,受布线间电容B4005的影响、布线间电容B4005受邻近布线B4003的动作影响。B4005的布线间电容受从邻近布线B4003到地或电源的电阻值Ra影响。
因此,作为邻近布线的结构,介由从邻近布线B4003到地或电源的电阻值(Ra),用连接到地的模型进行近似。
图15是近似图13的图,表示把布线间电容B4203,介由近似邻近布线的电阻B4204,连接到地B4205的状态。
因此,B4203的布线间电容的值,即可以照原样使用B4005的布线间电容的值、又可以使用如服从基于实际的模拟的函数的值。
并且,连接即可以对地实行,也可以对电源实行。还有,在被图13所示的驱动单元B4002的等效模型中,比较驱动等效电阻B4102和驱动等效电阻B4103的值,可以根据重视邻近布线的影响度还是不重视,来选择连接目标。
根据上述方法,进行和邻近布线的动作的影响对应的近似成为可能。
(实施方式6)
由图13、图16和图17说明该发明的实施方式6。图16,布线对象网络的简化的B4501,是算出延时计算对象网和邻近网的定时窗的工序。所谓的定时窗,是在某处,对于被决定了的时间轴,定义在某时有迁移发生的可能性的时间带。在定时窗的计算中,在进行对地连接、进行概略延时计算的基础上,能以一定余裕地算出关于布线间电容。
B4502,是在定时窗不重叠时,由邻近网的电容、电阻及驱动单元内部电阻的值把被驱动网和邻近网的布线间电容接地近似的工序。例如,在图13中,布线间电容B4005的两端的定时窗不重叠时,把布线间电容B4005作为近似对象、对地近似连接。重叠时原样保持。
图17表示把布线间电容接了地的状态。B4301是被驱动布线、B4302是驱动单元、B4303是布线间电容、B4304是地。
由此,由于考虑了定时窗,因此不用对串扰解析施与影响,而能削减计算对象网络量。
再者,在这里,虽然实行了接地近似,但是也可以使用其他的手法。
(实施方式7)
由图13说明该发明的实施方式7。和对被驱动布线的邻近布线的布线间电容的影响,因从驱动单元到布线间电容的电阻值而不同,一般地,如果到电容的电阻值大,其影响就会变小。
因此,从驱动单元B4002到布线间电容B4005连接的地点的电阻值(RI)和布线间电容(CC)的函数,CC和RI平方的倒数的积,如果比阈值1aF/ohm大,则原样保持布线间电容、如果小,则削除,由此能简化计算对象网络。
由此,由于在考虑了布线间电容的实质性影响的基础上来进行近似,因此不会伴随显著的延时误差,而能进行计算对象网络的削减。
再者,在这里,设函数为CC和RI的倒数的积,也可以设为其它的函数。设阈值为1aF/ohm,也可以设为其它的值。该阈值根据驱动单元的能力可以变化。
(实施方式8)
由图18和图19说明该发明的实施方式8。首先,基于图18所示的流程,说明本发明的实施方式。在步骤S101中,抽出使LSI中的延时值高速化的布线的列表。在这里,进行列表抽出时,通过附加定时解析后的关键路径中的布线和时钟布线、高负荷电容布线等的条件,而可以抽出。接着,在步骤S102中,判定上述抽出的列表中的布线和邻近布线是否完成布线。判定的结果未布线时,在步骤S103中,进行列表中的布线的布线处理。在步骤S102中列表布线完成布线且邻近布线完成布线时,为使在S104列表中布线的邻近布线道空出而移动或除去邻近布线,确保邻近布线道。在这里,被除去了的邻近布线,在步骤S105中屏蔽布线铺设后必须进行再布线处理。接着,在上述步骤S105中,于列表中布线的邻近布线道铺设屏蔽布线。接着,在步骤S106中,使用PS电阻或OD电阻等的高电阻元件,把在步骤S105中铺设的屏蔽布线连接到邻近的电源/地。
用高电阻元件连接到电源/地的连接图示于图19。图19(a)表示以往的使用了低电阻元件的连接,图19(b)(c)表示使用了高电阻元件的对电源/地的连接。图19(b)是在从屏蔽布线(Meta13)到电源/地(Metall)之间没有Tr元件等,能完全用高电阻元件PS连接的情况;图19(c)是在从屏蔽布线到电源/地之间有晶体管Tr元件等时,以避开它的形状,插入了高电阻元件的图。如果在屏蔽布线和电源/地间有高电阻元件,则作为上述列表中的布线的被屏蔽布线和屏蔽布线间的布线间电容和电源/地间的连接就变为与图27的没有上或下侧的布线的输入输出单元的状态相同,被屏蔽布线的电位变化时,屏蔽布线的电位就如图30一样变动、视在的布线间电容减少,被屏蔽布线的延时时间减少。在此,图30的左面部分表示把屏蔽布线接了地的情况、右面部分表示连接到电源侧的情况。
如上述,根据实施方式8,通过对屏蔽布线的电源/地的高电阻元件连接,由于能削减被屏蔽布线的视在的负荷电容,而可以缩短被屏蔽布线的延时时间、原样保持因以往屏蔽布线造成的噪声降低效果,可以用和屏蔽布线之间的高负荷电容来使下降了的延时时间降低、谋求LSI的高速化。
(实施方式9)
基于图20所示的流程说明本发明的实施方式9。关于步骤S401、S402、S403、S404、S405,和实施方式8中的S101、S102、S103、S104、S105同样,特征在于,抽出控制LSI中的延时值的布线的列表(S401);判断列表中的布线是否完成(步骤S402);进行未布线时的布线处理(S403);进行布线完成时的布线变更处理(S404);进行对列表布线邻近的屏蔽布线处理(S405);使把在S405铺设了的屏蔽布线对电源/地连接的电阻元件可变(步骤S406)。作为可变的电阻元件,例如有如图21所示的的元件。图21(a)是使晶体管Tr多个并列连接并连接到电源,图21(b)是同样连接到地,输入另外的控制信号到各个晶体管Tr,由此,调整同时变成ON状态的晶体管Tr的数量、用晶体管Tr的ON电阻的并列数调整电阻数。改变构成该晶体管Tr的栅宽、沟道长、晶体管Tr的数的组合,由此,电阻值的可变幅可以任意地改变。图21(c)施行基于高电阻层的布线、使其布线间缩短,由此,实现低电阻化。相反,在图21(d)中,预先使布线间缩短、根据需要削除缩短处、实现高电阻化。组合图21(c)(d),由此,使电阻值可变成为可能。
接着,作为一般的处理,在步骤S407中,进行LPE(Layout ParasiticExtraction/寄生元件抽出)处理、在步骤S408中进行延时计算处理、基于该延时计算结果用步骤S409进行定时检证,算出定时误差值。接着,在步骤S410中,为了改善S409的定时误差值,算出必需的屏蔽布线和电源/地间电阻值、在接着的步骤S411中调整变为ON的晶体管Tr的数目以成为在S410算出的电阻值,进行把布线电阻元件间缩短、削除等处理,改善定时误差。
如上面那样,根据实施方式9,控制对屏蔽布线的电源/地的高电阻元件以使被屏蔽布线的延时值成为所期望的值,由此,不用修正电路本身而能改善定时误差,谋求LSI的设计期限的缩短。
(实施方式10)
基于图22所示的流程说明本发明的实施方式10。
关于步骤S401~S408,由于和实施方式9中的同号的处理相同,因此省略说明。在S401~S405中,如果延时值控制成为必要,则对于预想的布线就铺设屏蔽布线。接着,特征在于,在步骤S406中,使用可变电阻连接屏蔽布线和电源/地,然而,这时作为构成可变电阻的要素,使用由外部信号或制造工序完了后的修正可能的要素。例如,或把图21(a)(b)的晶体管Tr的控制信号作为LSI的外部端子输出,或由从外部提供的微代码连接到可控制的内部电路。并且,在构成使用了如图21(c)(d)那样的布线电阻的可变电阻时,必须把修正部分提升到最高层,以便能使进行布线的连接和削除的部分在最高布线层中。接着,在S407、S408中抽出布线的RC信息、进行延时计算。接着,在步骤S601中,实施LSI的制造和封装前的检查,检测因各种各样的原因造成的偏差问题。这时,并非因展开和缩短造成的故障而是从被称为延时故障的制造前的模拟时的延时的差来判别成为动作不良的LSI(S602)。确定成为延时故障的原因的布线、求出必须改善的延时幅、在S603、S604(和S410、S411同样)控制在S406插入了的可变电阻以便满足该延时幅、使LSI可动作。
如上面那样,根据实施方式10,控制对屏蔽布线的电源/地的高电阻元件以便改善LSI制造后的定时误差,由此,使LSI可动作,使成为动作不良的LSI削减成为可能,以谋求成品率的提高。
(实施方式11)
基于图23所示的流程说明本发明的实施方式11。
关于步骤S401~S408、S411(S703),由于和实施方式9中的同号的处理相同,因此省略说明。在S401~S405中,如果延时值控制成为必要,则对于预想的布线铺设屏蔽布线。接着,在步骤S406中,使用可变电阻连接屏蔽布线和电源/地。接着,根据由检测LSI中的任意点的延时时间变动的装置检出的延时时间变动算出对被驱动网的布线延时的影响,进行屏蔽布线中的电阻值控制以便抑制被驱动网的布线延时变动。
也就是说,在步骤S701中,对于预想S401的延时值控制为必须的布线部和与这些布线有关的信号布线部,组装延时值观测用电路。接着,在S407,S408中进行布线的RC的抽出和延时计算。在该步骤S408中,和通常的延时计算一起也进行使可变电阻变化时的被屏蔽布线的延时值的算出、作成数据库。在步骤S701中所谓的组装了的延时值观测用电路,指确定成为基准延时的部分为LSI中的一部分、比较可变电阻连接的屏蔽布线的被屏蔽布线或其邻近布线的延时值的电路。接着,在步骤S702中,被比较过的延时差如果脱离规定范围而变大或变小,就会产生与脱离了其范围的量对应的信号,在步骤S703中控制可变电阻的值。这时,控制的延时值量和电阻值的关系在步骤S408中被从生成的数据库引出。
在这里,在S701中叙述了延时值观测用电路,然而,也可以是把温度观测用电路和电压观测用电路组装、反馈其结果的方法。并且,在S408中记述生成数据库,然而,除了把延时计算结果和电阻值的组合存入LSI内部的内存之外,也可以附加可通过由步骤S702产生的信号的组合来控制可变电阻值的电路。
在这里,特征在于,在LSI动作中可以修正在LSI的动作中产生的因各种各样的原因所造成的延时偏差。
由此,对比用现有技术制造的LSI,可以制造对电压或温度等的偏差强的动作保证范围宽的LSI。
(实施方式12)
基于图24所示的流程说明本发明的实施方式12。
关于步骤S401~S404,由于和实施方式9中的同号的处理相同,因此省略说明。在S401~S404中,如果延时值控制成为必要,则对于预想的布线确保屏蔽布线铺设用的区域。接着,在步骤S801中,对于延时值控制必需的布线算出施行全区域屏蔽布线时和不施行屏蔽布线时的假想布线间电容、在S802中,进行假定了在上述算出了的电容间且把屏蔽布线用具有特定温度系数的电阻材质连接的延时计算。这时,延时值控制必需的布线伴随着温度变化而布线延时变化,对于电路的动作在动作速度方面等添加限制时,算出和能抑制因该温度变化造成的延时变动的屏蔽布线的布线间电容和对电源/地的连接电阻。接着,在步骤S405中铺设屏蔽布线以成为上述算出了的布线间电容、在步骤S406中由上述算出了的电阻值连接屏蔽布线和电源/地。
在这里,特征在于,考虑在LSI的动作中产生的因温度变化造成的延时变动按每个信号路径而不同,进行抑制其变动的电路设计。由此,和现有电路比较,几乎不增加耗电、而可制造动作保证范围宽的LSI。
(实施方式13)
基于图25所示的流程说明本发明的实施方式13。
关于步骤S401、S407~S409,由于和实施方式9中的同号的处理相同,因此省略说明。首先,在步骤S401中抽出延时值控制成为必须的信号列表、接着在步骤S901中,在布置上抽出上述抽出了的信号布线的邻近布线和驱动其信号的驱动单元。接着,在步骤S902中把抽出了的驱动单元与图26所示的结构的单元置换。在这里,进行图26的说明,照以往那样的电路,在in端子和out端子被直接连接到接通电阻小的晶体管Tr的电路中,在此作为元件,为了切换接通电阻大的晶体管Tr和out端子的接入点,追加断开接通电阻小的晶体管侧的电路,由ctrl端子能切换接通电阻不同的晶体管。接着,在步骤S903中,进行电路修正以便能在被置换了的单元的接通电阻控制端子上输入接通电阻控制用的信号。这时,控制用功能为OFF状态、不进行延时控制功能的激活。关于以后的步骤S407~S409,进行和实施方式9中相同的处理。接着,在步骤S904中抽出S409的定时解析的结果、延时时间的调整必须的路径、在S903中激活插入了的接通电阻控制用电路、由S905进行驱动单元内可变电阻的控制、进行延时调整。
在这里,特征在于,对于布线混杂度高且插入屏蔽布线的面积没有余裕的LSI,变更关键路径的邻近布线的接通电阻、进行延时缩短,对于邻近布线的延时的影响抑制到最低限。由此,和为了缩短延时而置换为驱动能力高的单元的现有手法相比,可以设计耗电低且电路动作速度快的LSI。

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一种考虑了半导体集成电路的延时计算对象网的邻近网的延时计算方法,包含,选择邻近网驱动单元的静态组合的邻近网内部电阻选择工序、把由从上述工序选择了的邻近网驱动单元的内部电阻等求得的系数乘耦合电容,把由此得到的值作为延时计算对象网的耦合电容接地的耦合电容接地工序、从由这些工序得到的电路导出延时值的延时值导出工序。由此,解决实际上由于把电位变动的邻近布线零电位近似而不能求出正确的延时值这样的延时计算方法。

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