专利名称：集成电路的版图识别方法
技术领域：
本发明属于集成电路设计技术，特别是涉及一种集成电路的版图识别的方法(2)背景技术集成电路的版图识别与拓扑验证(Layout recognition and topologyverification of integrated circuit)是集成电路设计中的关键技术。为了实现集成电路设计技术的创新，必须对现有的设计技术进行分析和研究，同时，也有必要对现成的集成电路芯片进行分析和识别，所有这些工作的关键技术之一是要对集成电路版图进行识别，从版图中提取电路原理图(称为MASK技术)。关键技术之二是提取电路原理图后，需校验此类电路图在原理上是否正确无误，即，进行进行电路的拓扑验证(关于验证技术，本案不详述，将另案申请专利)。
这类现有技术的相关专利有松下电子工业株式会社(日本大阪)的专利半导体集成电路布图设计方法(日本专利公开号1102508，申请号94106710.6)。
该现有技术仅涉及互连层上的垂直互连网格线和水平互连网格线的互连布线问题，因此未从根本上涉及集成电路布图中的识别方法。
(3)发明内容鉴于以上情况，本发明的目的是从根本上解决集成电路布图中的识别方法问题，提出了一种集成电路的版图识别方法。
本发明的目的是这样实现的一种集成电路的版图识别方法，由计算机软件系统控制集成电路版图识别的方法，所述的版图识别方法包括S1步骤在计算机中放入版图的原始信息，集成电路版图的原始信息是版图的源程序，这是放在软盘或磁带中的一系列程序，它所描述的是该块集成电路版图的全部情况，这正是所要识别的对象的源程序；S2步骤MASK 1技术，是对上述集成电路版图的原始信息进行编译；S3步骤存储中间结果的磁盘文件1，是存储上述MASK 1编译的结果；S4步骤MASK 2技术，接受上述磁盘文件1中存储的编译结果的信息，从而绘制出集成电路版图来，即按原始的制版数据，绘制出彩色版图以供分析之用；S5步骤MASK 3技术，从上述磁盘文件1中存储的编译结果的信息，将版图源程序经过图形运算，提取出电路元件及电路互连表；S6步骤存储中间结果的磁盘文件2，是存储上述提取出电路元件及电路互连表的信息；S7步骤MASK 4技术，将上述磁盘文件2中存储的提取出电路元件及电路互连表的信息，输出一张关于电路原理图的表格；S8步骤MASK 5技术，将上述磁盘文件2中存储的提取出电路元件及电路互连表的信息，绘制电路原理图，输出一张直观的电路原理图。
本发明的效果(1)通用性。该技术不仅适用于特殊类型的集成电路，而是适用于多种类型的集成电路。这表现在两个方面。首先，MASK技术可用于处理标准NMOS、PMOS和CMOS工艺的集成电路版图。其算法加以适当改进还可用于处理双极型的集成电路版图。其次，由于MASK技术处理的是版图数据文件，因此它与设计方法无关，处理对象可以是自动设计得到的版图数据，或是半自动设计得到的版图数据。对于任意的版图编辑软件系统，很容易通过接口程序来转换成MASK能处理的数据输入形式。
(2)高效率。集成电路版图的一个显著特点是图形数量多，MASK技术运行中运算量为0(mn2)，其中m为引线孔图形数，n为其余各种图形中数量最多的图形的数目，当图形数一多，运算时间就变得很长。所以本发明采取了一系列措施(a)采用了先进的排序算法，一般快速排序算法为0(nlogn)运算量，这里根据集成电路版图特点，提出了一种0(n)运算量的排序算法，其中n为待排序之数目总和；(b)设计了合理的数据结构，用顺序表和勾链表相结合的方法使运算量由0(mn2)降为0(mn)；(c)采用了分块处理的算法，MASK技术可按版图特点由用户指定把版图划分成块，待各块分别运算后，程序会自动将电信息连接起来，这样提高了执行的效率，并减少了内存的使用量。
(3)灵活性。MASK技术在程序运行过程中会产生一个磁盘数据文件，从而使运算操作比较灵活，经对绘制版图查对无误时，可继续运行下去；如果有误，则可修改制版原文件，也可直接修改中间结果数据文件。MASK技术的分块处理算法也给用户带来了方便，用户可根据自己需要来选择某个区域进行分析检查，因为有时整张版图中仅有一两处错，修改以后在这些小区域中再行复查就可以了。这省却了很多机时，具有一定的灵活性。
(4)直观性。MASK技术输出的总图带坐标版图、电原理图以及元件互连表，可以互相对照检查，给用户带来很多方便。
(5)易于推广。MASK技术已经在多种类型的计算机上运行成功。该技术作为一种软件系统，可以推广至各种档级的PC机和工作站硬件上。
(6)双向性。这是MASK技术的主要优点之一(a)在算法上，MASK技术吸收了正向设计的思想，目前超大规模集成电路都是用分层和积木块思想来设计的，在版图上各功能块的区域是经验可分的，在程序中采用分块算法和上述设计思想是一致的；(b)在功能上，MASK技术能兼用于正向设计和逆向剖析，正向设计时，MASK技术就是版图连接性检查程序，可检查版图所对应的逻辑连接关系是否正确，特别是有无短路、断路、冗余器件和图形等错误，逆向剖析时，MASK技术可为设计者提供电原理图，提供识别电路的直观信息。它们成为双向系统中正反向共享的资源。
(7)数据结构合理。MASK技术数据结构合理，图形运算内容丰富，能做“与”(AND)、“与非”(AND NOT)等逻辑运算和“相交”、“包含”以及“内含于”等拓扑分析。因此，可以对MASK技术进行扩展，使之具有版图设计规则检查(DRC)的能力，是轻而易举的。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1.MASK技术的计算机控制系统方法的总框图2.MASK技术中图形的逻辑运算图。
(5)具体实施方式
下面根据附图对本发明的具体实施方式
作详细说明。
为清楚理解本发明的实施方式，首先，说明一下从版图提取电路图的关键技术内容所谓集成电路版图是集成电路真实电路(物理实体)的描述，真实的集成电路是由特定尺寸的材料构成的，具体说，它是由扩散层，铝条，多晶，引线孔，硅衬底，离子注入区等一定几何形状的物理实体构成的。
所谓电路图是描述电路工作原理的各种符号组成的连接图，它是由电阻，电容，晶体管，二极管，变换器，运放等元件和各种互连线按一定规则构成的，这些电路元件组成电路中的支路，节点，网孔，回路等几何连接。
上述版图和电路图这两种图关键在于，其各部位之间有其一一的对应关系，我们可以称之为映射关系，也就是，真实集成电路版图上的一个物理实体，必定对应电路原理图上的一个符号(如电阻符号，电容符号，节点符号，支路符号等)。
所谓编译或处理，本质上就是把上述对应关系一一确认下来。从版图原始信息中的每一个要素，可以确认出电路原理图中的相应信息中的每一个要素，于是，就可以从版图提取电路图。
下面，参照图1详细说明集成电路版图识别——电路提取技术(以下称为MASK技术)，图1是MASK技术的计算机软件控制系统的方法总框图。为陈述方便，在此，把这一部分的内容分为“MASK技术组成部分”和“MASK工作流程”两方面来说明。
MASK技术组成部分S1步骤在计算机中放入版图的原始信息，集成电路版图的原始信息是版图的源程序，这是放在软盘或磁带中的一系列程序，它所描述的是这块集成电路版图的全部情况，这正是所要识别的对象的源程序；S2步骤MASK 1技术，是对上述集成电路版图的原始信息进行编译，把编译结果送入S3；S3步骤存储中间结果的磁盘文件1，是存储上述编译的结果，该编译结果输出至S4和S5；S4步骤MASK 2技术，接受上述磁盘文件1中存储的编译结果的信息，从而绘制出集成电路版图来，即按原始的制版数据，绘制出彩色版图以供分析之用；S5步骤MASK 3技术，从上述磁盘文件1中存储的编译结果的信息，将版图源程序经过图形运算，提取出电路元件及电路互连表；S6步骤存储中间结果的磁盘文件2，是存储上述提取出电路元件及电路互连表的信息，该信息输出到S7和S8；S7步骤MASK 4技术，将上述磁盘文件2中存储的提取出电路元件及电路互连表的信息，输出一张关于电路原理图的表格；S8步骤MASK 5，将上述磁盘文件2中存储的提取出电路元件及电路互连表的信息，绘制电路原理图，输出一张直观的电路原理图。
从S1到达S8，是从版图信息一步步地达到了电路图信息，即，达到了本发明版图识别的目的。
MASK工作流程(即图1中的MASK 1至MASK 5)(1)图1中MASK 1是集成电路版图原始信息编译技术，MASK 1可以让用户输入特定格式的集成电路制版源程序，也可以采用有关厂商要求的、集成电路制版软件规定的数据格式；(2)MASK 2是绘制集成电路版图的技术，可按原制版数据来绘制彩色版图以供分析之用；(3)MASK 3是电路元件及电路互连表提取技术，版图的原始信息经过编译后输入磁盘文件1，即可用MASK 3对上述磁盘文件1中形成的中间结果进行处理，就此通过图形的逻辑运算，得到电路元件表以及电路元件的互连信息。
(4)MASK 4是电路元件及网表格式输出技术，该软件控制系统输出为一张表格，其信息包括晶体管编号，管子各极在电路中的节点号，各管子的宽长比，各晶体管在版图上的物理地址，有了这张表，设计人员就可以方便地确定芯片版图的电路原理图；(5)MASK 5技术是计算机自动绘制电路原理图的技术，该软件控制系统可以根据提取出的电路元件网表，按照其互连规律，合理排列出各子电路，再根据节点号把各个电路元件连接起来，以供分析之用，从而使设计者直观地读出电路的结构。
下面用MASK技术的计算机软件控制系统来实现集成电路的版图——电路提取的一个实施例子。
MASK的输入是从集成电路芯片上得到的关于版图结构的信息，它可以来自现成集成电路芯片的制版数据文件。MASK 1主要功能是对用户提供的输入文件进行编译，以直接形成新的中间结果磁盘文件。MASK 2的彩色版图分为黑色、红色、蓝色、绿色四种，黑色代表扩散层，红色代表铝条，蓝色代表多晶，绿色的小方块代表引线孔。同时，在多晶的图形上，特地标上坐标，这样做有两个作用一是便于在集成电路作正式识别分析之前进行初步检查；二是为了提供下一步按物理地址查对元件和节点的位置之用。MASK 3作为提取电路元件和电路元件互连表的子系统，需要借助于逻辑运算来得到电路元件表和电路元件的互连信息。
参见图2为MASK技术中图形的逻辑运算示意图，如2a中的图示为A，图2b中的图示为B，则2c中的图示为A和B“与”的结果(即A·AND·B的结果)，而图2d中的图示为A·AND NOT·B“与非”的结果。对于N沟硅栅MOS工艺，版图中的耗尽型晶体管TD、对接孔GC、增强型晶体管TE分别为TD＝Gp·AND·GD·AND·GiGC＝Gp·AND·GD·AND·GrTE＝Gp·AND·GD·AND NOT·TD·AND NOT·Gc其中Gp为多晶图；GD为扩散图；Gi为耗尽型离子注入图；Gr为引线孔图。
在此基础上，由MASK 4子系统输出的表格，其信息包括有关晶体管的编号；晶体管各极在电路中的节点号；各有关晶体管的宽长比；各有关晶体管在版图上的物理地址，显然，由此即可识别出与版图相应的电路原理图。本发明的MASK5为自动绘制电路图的子系统，它的功能是把网表转换成电路原理图，以显示出被识别的集成电路版图所对应的电路结构的直观性。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种集成电路的版图识别方法，由计算机软件系统控制集成电路版图识别的方法，其特征在于所述的版图识别方法包括S1步骤在计算机中放入版图的原始信息，集成电路版图的原始信息是版图的源程序，这是放在软盘或磁带中的一系列程序，它所描述的是该块集成电路版图的全部情况，这正是所要识别的对象的源程序；S2步骤MASK 1技术，是对上述集成电路版图的原始信息进行编译；S3步骤存储中间结果的磁盘文件1，是存储上述MASK 1编译的结果；S4步骤MASK 2技术，接受上述磁盘文件1中存储的编译结果的信息，从而绘制出集成电路版图来，即按原始的制版数据，绘制出彩色版图以供分析之用；S5步骤MASK 3技术，从上述磁盘文件1中存储的编译结果的信息，将版图源程序经过图形运算，提取出电路元件及电路互连表；S6步骤存储中间结果的磁盘文件2，是存储上述提取出电路元件及电路互连表的信息；S7步骤MASK 4技术，将上述磁盘文件2中存储的提取出电路元件及电路互连表的信息，输出一张关于电路原理图的表格；S8步骤MASK 5技术，将上述磁盘文件2中存储的提取出电路元件及电路互连表的信息，绘制电路原理图，输出一张直观的电路原理图。
2.如权利要求1所述的集成电路的版图识别方法，其特征在于所述的MASK1技术是用户输入特定格式的集成电路制版源程序，或是采用有关厂商要求的、集成电路制版软件规定的数据格式。
3.如权利要求1所述的集成电路的版图识别方法，其特征在于所述的MASK 3技术中的图形运算是逻辑运算。
4.如权利要求1所述的集成电路的版图识别方法，其特征在于所述的MASK 4技术输出关于电路原理图的表格，其信息包括晶体管编号，管子各极在电路中的节点号，各管子的宽长比，各晶体管在版图上的物理地址，该表格，能方便地确定芯片版图的电路原理图。
5.如权利要求1所述的集成电路的版图识别方法，其特征在于所述的MASK 5技术根据所述的提取出的电路原理图的表格，按照其互连规律，合理排列出各子电路，再根据节点号把各个电路元件连接起来，以供分析之用，从而能直观地读出电路的结构。
全文摘要
本发明涉及一种集成电路的版图识别方法，运用计算机软件控制的方法加以实现。包括在计算机中放入版图的原始信息，对原始信息进行编译；磁盘文件1存储编译的结果；接受磁盘文件1中存储的编译结果的信息，绘制出彩色版图；从磁盘文件1中存储的编译结果的信息，提取出电路元件及电路互连表；磁盘文件2存储提取出的电路元件及电路互连表的信息；将磁盘文件2中存储的提取出电路元件及电路互连表的信息，输出电路原理图的表格；将上述磁盘文件2中存储的提取出电路元件及电路互连表的信息，绘制电路原理图，输出直观的电路原理图。本发明通用性强，易直观，数据结构合理，有较强的实用性，使用简便，所以易于推广使用。
文档编号G06F9/45GK1521622SQ0311524
公开日2004年8月18日 申请日期2003年1月29日 优先权日2003年1月29日
发明者林争辉, 林涛, 戎蒙恬, 陈艳, 王海雄 申请人:上海芯华微电子有限公司, 上海交通大学, 同济大学