专利名称：一种片上供电网络仿真的通孔处理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种片上供电网络仿真的通孔处理方法及系统。
背景技术：
在超大规模集成电路设计中，各元器件必须能得到正常的供电电压。高效、精确的供电网络的分析方法，对供电网络的设计与优化有着重要的意义。供电网络可以看作为由供电金属走线形成的电阻支路和金属走线交叉点通孔形成的结点组成的网络，供电网络的静态仿真分析是针对这样一个纯电阻网络模型，通过基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，整个网络的电学特性满足一系列的线性方程组，此线性方程组可以形式化为矩阵方程，通过先进的稀疏线性系统求解技术可以快速地得到该线性系统的待求向量，也即是供电网络中的结点电压向量。然而，由于供电网并非规则的网格状的拓扑结构，由于电路中存在大量的IP模块等复杂形状，导致供电网络结构复杂，存在很多极端情况，例如通孔电阻等，这些极端情况的引入会导致上述线性系统的病态问题， 从而影响供电网络仿真器的收敛性与稳定性，给仿真方法带来一定的困难。如图I所示，供电网络由多层金属走线交叉构成，交叉处通过层间通孔进行连接， 通孔在电路工作时起到分配电流的作用，也即是电流从上层金属流向下层金属。随着现代集成电路制造工艺的发展，以及供电网设计的特殊性，比如通孔直径、层间距离等，导致了其连接不同层的通孔电阻差别很大，这在形成仿真矩阵时会导致其不同程度的病态性。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种片上供电网络仿真的通孔处理方法及系统。本发明提供了一种片上供电网络仿真的通孔处理方法，包括步骤1，计算片上供电网络的总电流Ittrtal ；步骤2，计算第I层金属走线到第1-1层金属走线之间的通孔总数NUM11-1 ；步骤3，如果，则忽略第I层金属走线到第H层金属走线
之间第j个通孔，否则保留第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔；步骤4，忽略通孔后，修改电路拓扑图；其中(rj—1为第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔电阻，I为正整
数，ε为求解精度，μ为倍数因子。在一个示例中，步骤4包括步骤41，被忽略的通孔两端的结点为P和q，将(p，q)放入并查集Dstort中；步骤42，查出结点P的等效结点NODE。=findSet (Dshort ,尸)，q的等效结点NODEqeqmv = findSet(Dshort,q)。在一个示例中，该通孔处理方法还包括步骤5，输出修改后的电路拓扑图。在一个示例中，该通孔处理方法还还包括步骤6，根据修改后的电路拓扑图得到电导矩阵，并根据该电导矩阵得到片上供电网络仿真的矩阵方程。在一个示例中，μ =100。本发明提供了一种片上供电网络仿真的通孔处理系统，包括数值计算模块，用于计算片上供电网络的总电流Ittrtal ;计算第I层金属走线到第 1-1层金属走线之间的通孔总数NUM11-''通孔处理模块，用于在Q￥时，忽略第I层金属走线到第1-1层
金属走线之间第j个通孔；用于在时，保留第I层金属走线到第1-1 层金属走线之间第j个通孔；在忽略通孔后，修改电路拓扑图；其中(rj—1为第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔电阻，I为正整数，ε为求解精度，μ为倍数因子。在一个示例中，通孔处理模块在修改电路拓扑图时，将被忽略的通孔两端的结点为P和q，将(P，q)放入并查集Dstort中，查出结点P的等效结点 NODEqmv= findSet(Dshort,p)，q 饱等效结飫 NODE:- = findSet [Dshort，q)。在一个不例中,通孔处理系统还包括输出模块，用于输出修改后的电路拓扑图。在一个示例中，通孔处理系统还包括矩阵方程获取模块，用于根据修改后的电路拓扑图得到电导矩阵，并根据该电导矩阵得到片上供电网络仿真的矩阵方程。在一个示例中，μ =100。本发明可以根据求解精度ε和倍数因子μ自适应地实现通孔处理，并且通过并查集技术将电路拓扑更新，形成的仿真矩阵不再具有很强的病态性，因此可以提高待求解问题的收敛性和稳定性。
下面结合附图来对本发明作进一步详细说明，其中图I是多层的片上供电网络中通孔模型示意图；图2是片上供电网络电学模型示意图3是片上供电网络仿真的通孔处理方法流程图。
具体实施例方式本发明提出一种自适应处理通孔的方法，在保证求解精度的条件下，自适应地处理通孔的数量和位置，更新原始电路的拓扑结构，从而改善待求解问题的收敛性和稳定性。 具体来说包括以下内容I、供电网络仿真的矩阵方程根据结点分析方法建立系统矩阵方程，gij定义了结点i与结点j之间的电导值，也即Sij = Sji,因此系数矩阵A具有对称性，而其对角元素6 = Σ|&|’其中Ni= {j Igij关0}表示与结点i相连接的结点的集合，因此矩阵A是一个稀疏、对称、正定的矩阵。如图2所示，上层金属走线电导为g12与g23，下层金属走线电导为g45与g56，通孔电导为gvia，按照结点分析方法列出矩阵为
权利要求
1.一种片上供电网络仿真的通孔处理方法，其特征在于，包括步骤1，计算片上供电网络的总电流Itrtal;步骤2，计算第I层金属走线到第1-1层金属走线之间的通孔总数；步骤3，嫌Χ(Γ；Γ < gx"，则忽略第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔，否则保留第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔；步骤4，忽略通孔后，修改电路拓扑图；其中(rj—1为第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔电阻，I为正整数，ε为求解精度，μ为倍数因子。
2.如权利要求I所述的通孔处理方法，其特征在于，步骤4包括步骤41，被忽略的通孔两端的结点为P和q，将(P，q)放入并查集Dstort中；步骤42，查出结点P的等效结点NODE。= findSet (J)shart, P)，q的等效结点 NODEqeqmv = findSet(Dshort,q)。
3.如权利要求I或2所述的通孔处理方法，其特征在于，该通孔处理方法还包括步骤 5，输出修改后的电路拓扑图。
4.如权利要求3所述的通孔处理方法，其特征在于，该通孔处理方法还还包括步骤6， 根据修改后的电路拓扑图得到电导矩阵，并根据该电导矩阵得到片上供电网络仿真的矩阵方程。
5.如权利要求I所述的通孔处理方法，其特征在于，μ= 100。
6.一种片上供电网络仿真的通孔处理系统，其特征在于，包括数值计算模块，用于计算片上供电网络的总电流Ittrtal;计算第I层金属走线到第1-1层金属走线之间的通孔总数Λ^Μ/-1 ；通孔处理模块，用于在^时，忽略第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔；用于在1 时，保留第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔；在忽略通孔后，修改电路拓扑图；其中Y—1为第I层金属走线到第1-1层金属走线之间第j个通孔电阻，I为正整数，ε为求解精度，μ为倍数因子。
7.如权利要求6所述的通孔处理系统，其特征在于，通孔处理模块在修改电路拓扑图时，将被忽略的通孔两端的结点为P和q，将(p，q)放入并查集Dshtjrt中，查出结点P的等效结良NODE:qmv = findSet(Dshort,p)，q 的等效结点= findSet(Dshort,q)。
8.如权利要求6或7所述的通孔处理系统，其特征在于，通孔处理系统还包括输出模块，用于输出修改后的电路拓扑图。
9.如权利要求8所述的通孔处理系统，其特征在于，通孔处理系统还包括矩阵方程获取模块，用于根据修改后的电路拓扑图得到电导矩阵，并根据该电导矩阵得到片上供电网络仿真的矩阵方程。
10.如权利要求6所述的通孔处理系统，其特征在于，μ = 100。
全文摘要
本发明公开了一种片上供电网络仿真的通孔处理方法及系统。该通孔处理方法包括步骤1，计算片上供电网络的总电流Itotal；步骤2，计算第l层金属走线到第l-1层金属走线之间的通孔总数；步骤3，如果，则忽略第l层金属走线到第l-1层金属走线之间第j个通孔，否则保留第l层金属走线到第l-1层金属走线之间第j个通孔；步骤4，忽略通孔后，修改电路拓扑图；其中为第l层金属走线到第l-1层金属走线之间第j个通孔电阻，l为正整数，ε为求解精度，μ为倍数因子。本发明可以根据求解精度ε和倍数因子μ自适应地实现通孔处理，并且通过并查集技术将电路拓扑更新，形成的仿真矩阵不再具有很强的病态性，因此可以提高待求解问题的收敛性和稳定性。
文档编号G06F17/50GK102592033SQ201210058540
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月7日 优先权日2011年11月30日
发明者周强, 李佐渭, 杨建磊, 蔡懿慈 申请人:清华大学