一种集成电路版图布线中确定引脚连接区域的方法
【技术领域】
[0001]集成电路版图布线中确定引脚连接区域的方法是EDA工具在版图布线设计过程中的一种对物理引脚连接区域进行基于设计规则和连接方向的分析和处理的方法。本发明属于EDA设计领域。
【背景技术】
[0002]超深亚微米工艺下的后端物理设计日趋复杂，不得不依赖于EDA (电子设计自动化)工具的辅助。布线系统要求把电路网表转换成物理版图上的几何图形连接，并且需要满足众多设计规则约束；超大规模、高集成度的集成电路发展对布线系统提出了更高的要求。当今主流布线工具的一个基本目标是自动、快速地生成线网满足设计规则要求的版图上的几何图形连接。版图上的设计规则违例会使得芯片无法tape out (送交制造)，因此，没有设计规则违例是版图布线设计的基本要求。
[0003]通常布线器需要自动生成电路网表(线网集合)在版图上的物理连接(几何图形的连接)，这些物理连接包括在同一金属层上的连线，以及不同金属层间的通孔连接；同时，金属布线层和通孔层的版图都需要满足众多设计规则的要求，如不同线网之间或线网与障碍物之间的最小间距约束，同一线网中邻近金属块间或通孔间的最小间距约束，同一线网中相接金属块间的最小覆盖约束等等。在对单条线网进行布线时，从引脚连接出来的金属线或通孔通常会遇到违反最小间距约束和最小覆盖约束的问题。
[0004]自深亚微米工艺以来，电路网表越来越庞大，线网引脚数越来越多，引脚形状也越来越复杂，如何从引脚上高效且正确地(满足设计规则要求)引出金属线或通孔也越来越复杂。如果不考虑设计规则而盲目从引脚中连出金属线或通孔，会导致引脚附近产生大量不必要的设计规则违例，而修正这些设计规则违例的难度和时间也大大增长。
[0005]因此在这里我们提出了一种方法:布线中确定引脚连接区域的方法，它定义了引脚连接的非法区域和合法区域的构成，在复杂布线中能够一次性快速地分析出所有引脚的这种特殊结构，并且提供了对应的解决方法，从而保证了设计规则约束的满足，提高了布线的质量。
【发明内容】
[0006]本发明提出一种电路布线中确定引脚连接区域的方法，这种方法根据最小间距规则和最小覆盖规则，以及不同的连接方向(包括通孔连接、平面上东南西北各个方向的连接)，对引脚的几何形状进行分析，在布线之前进行预处理。忽视设计规则对引脚连接区域的约束对于EDA布线工具是非常大的隐患。本文将详细阐述其危害和相对应的解决方案。
[0007]最小间距规则:同一层版图上两个图元之间的距离必须满足一个最小值，否则违反最小间距规则。图1 (a)和(b)分别显示了引脚与通孔，引脚与金属线(该段金属线的引出方向为正东方向，其余正西、正南和正北等方向同理)之间的最小间距违例。
[0008]最小覆盖规则:同一层版图上电气等价(如同一线网的引脚及其所有连接路径)的两个图元之间的重合区域必须满足一个最小值，否则违反最小覆盖规则。图2 (a)和(b)分另Ij显示了引脚与通孔，引脚与金属线之间的最小间距违例。
[0009]忽视设计规则对引脚连接区域的约束的危害:如果不考虑最小间距和最小覆盖规贝U，则从引脚的某些区域引出通孔或金属线都必然会导致相应的设计规则违例，相应得到的布线结果也必然是不满足设计规则要求的。从图1、图2中可看出，布线结果在引脚端有最小间距违例和最小覆盖违例，它们无谓地增大了违例的数量和后续修正的难度。
[0010]确定引脚连接区域的方法:如果以点代表通孔的中心点或金属引线(含方向)的起始点，那么，若从该点出发连接通孔或引出金属线将必然导致最小间距或最小覆盖违例，则该点属于引脚连接的非法点；所有这样的非法点的集合构成非法区域。从引脚的原始形状中，切割掉其中的非法区域，所得到的就是引脚连接的合法区域，即我们最终确定的引脚连接区域。显然，给定一个引脚，在设计规则集下，不同类型的通孔连接和平面上东西南北不同的金属引线方向，都分别有各自的非法连接区域和合法连接区域。
[0011]在进行布线前，有三步预处理策略:(1)根据最小间距规则，针对引脚的通孔连接和平面东西南北四个方向的金属引线连接，进行非法区域的提取；(2)根据最小覆盖规贝U，针对引脚的通孔连接和平面东南西北四个方向的金属引线连接，进行非法区域的提取；
(3)根据上两步的结果，针对引脚的通孔连接和平面东西南北四个方向的金属引线连接，进行非法区域的切割，得到相应的合法区域。这样，从这些合法区域引出的通孔或金属线与引脚之间就必然满足最小间距约束和最小覆盖约束，从而避免了不必要的设计违规，减低了布线难度。
[0012]此外，在上述预处理策略(I)中，根据最小间距规则进行非法区域提取时，可以进一步考虑引脚附近的其它固定图形(如其它引脚、布线障碍等)对该引脚的影响，得到相应的非法区域。
[0013]图3所示，根据最小间距规则，针对引脚的通孔连接和平面上的金属引线连接(只取正东方向，其余正西、正南和正北等方向同理)，进行了非法区域的提取。图4所示，根据最小覆盖规则，针对引脚的通孔连接和平面上金属引线连接，进行了非法区域的提取。图5显示，从引脚的原始形状中，切割掉最小间距非法区域和最小覆盖非法区域后，得到了引脚的通孔连接和平面金属线连接的合法区域，也即最终确定的引脚连接区域。
【附图说明】
[0014]图1最小间距违例
图2最小覆盖违例图3违反最小间距规则的非法区域图4违反最小覆盖规则的非法区域图5切割了非法区域后的引脚连接区域(合法区域)
具体实施步骤
结合一个具体的实例说明引脚访问区域的分析和处理方法，操作流程步骤如下:
1)准备一个电路单元；
2)对单元内的各个物理引脚分别进行步骤3)-5)的处理；
3)根据最小间距规则，针对通孔连接和平面方向金属线连接，进行非法区域的提取； 4)根据最小覆盖规则，针对通孔连接和平面方向金属线连接，进行非法区域的提取；
5)根据3)-4)的结果，针对通孔连接和平面方向金属线连接，从引脚的原始形状中，分别切割掉非法区域，得到相应的引脚连接区域(合法区域)；
在预处理完成之后，进行后续的布线步骤。
【主权项】
1.一种集成电路版图布线中确定引脚连接区域的方法，涉及到EDA设计工具的主要特征为: (O引脚连接(Pin access)区域的定义，版图中物理引脚需要通过金属线或通孔与外界相连接的区域； (2)引脚的非法连接区域的定义:如果以点代表通孔的中心点或金属引线(含方向)的起始点，那么，若从该点出发连接通孔或引出金属线将必然导致设计规则违例(如最小间距违例或最小覆盖违例)，则该点属于引脚访问的非法点；所有这样的非法点的集合构成引脚的非法连接区域； (3)在引脚中寻找非法连接区域的方法； (4)根据最小间距约束，针对通孔连接和平面各方向的金属线连接，对引脚进行非法连接区域的提取； (5)根据最小覆盖约束，针对通孔连接和平面各方向的金属线连接，对引脚进行非法连接区域的提取； (6)针对通孔连接和平面各方向的金属线连接，从引脚的原始形状中，切割掉引脚的非法连接区域，得到相应的引脚连接区域。
2.要求保护具有特征(I)、(2)、(3)的组合。
3.要求保护具有特征(I)、(2)、(4)的组合。
4.要求保护具有特征(I)、(2)、(5)的组合。
5.要求保护具有特征(I)、(2)、(6)的组合。
6.要求保护具有特征(I)、(2)、(3)、(6)的组合。
7.要求保护具有特征(I)、(2)、(4)、(6)的组合。
8.要求保护具有特征(I)、(2)、(5)、(6)的组合。
9.要求保护具有特征(I)、(2)、(4)、(5)、(6)的组合。
【专利摘要】本文提出一种集成电路版图布线中确定引脚连接（pinaccess）区域的方法，在引脚中引出金属线和通孔的点的集合构成了引脚连接的区域；分析了忽视引脚连接的设计规则约束会引起不必要的设计规则违例；提供了对复杂形状的引脚的连接区域分析的方法；提出了根据最小间距和最小覆盖规则，及不同连接方向—通孔和平面各方向金属线的连接，分别对引脚连接的非法区域（违反设计规则约束的区域）进行分析和切割，得到符合设计规则要求的引脚连接区域的方法，实现了引脚正确高效的连接。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104750886
【申请号】CN201310735846
【发明人】敖健常, 贾艳明, 陆涛涛, 傅静静
【申请人】北京华大九天软件有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月29日