一种库单元时延功耗状态完整性的检查方法与流程

本发明涉及集成电路计算机辅助设计领域，尤其涉及一种库单元时延功耗状态完整性的检查方法。

背景技术：

在标准单元库、I/O库以及IP器件的时延和功耗定义中，为了计算的准确性，模型都是分不同的状态定义的。在库文件中，时延功耗模型有三种定义格式：leakage_power()、internal_power()及timing()，状态则是用属性when定义在不同的格式中。

而现在的库文件都是由siliconsmart以及liberate等工具自动生成，由于提取库中模型的选项较多，会出现状态定义混乱的情况，目前没有完整的解决方案，因而需要检查状态的完整性。

图1为现有技术中单元及管脚状态定义格式图。在时延和功耗模型中，有三种类型的状态定义需要检查完备性，截取其中的片段进行说明，如图1所示：leakage_power()定义在cell的下一层，分不同的状态定义具体功耗值；internal_power()定义在pin的下一层，分不同的状态，其中有些有定义related_pin，有些没有定义related_pin；timing()也定义在pin的下一层，分不同的状态，不同的timing_type，但是必须定义related_pin。

直观的检查状态完整性的方法，是通过选择所有的输入管脚（pin）进行状态枚举，然后比对枚举结果和出现的状态。

然而实际情况并没有这么简单，模型类型以及输出pin定义的功能（function）格式不同时，状态定义的规则也会不同。并且，还存在双输出、三态、状态表，以及ff和latch等定义更复杂的情况。此时，就需要根据输入输出pin的名称，以及定义的function内容，过滤出可行的状态。

一般情况下，库单元不同模型中状态定义需要满足以下条件：

1）leakage_power()状态，包含有输出pin的状态，利用function定义内容检查，进行布尔表达式的分析，判断哪些状态是可行的；

2）timing()状态，定义在两个端点之间（arc）的时序关系，包括一个输入pin和一个输出pin，输入pin的信号变化会引起输出pin的信号变化，也就是说状态不能确定输出的信号；

3）internal_power()状态，此种状态比较特殊，当定义在两个端点之间（arc）时和timing()状态类似；当定义在在输入pin时，该输入pin的信号变化不会引起输出的变化，也就是说状态能确定输出信号。

因而，提出一种库单元时延功耗状态完整性的检查方法，能够检查功耗时延模型中状态定义的完备性，帮助设计者以及库的提取者得到完整以及规范的库文件数据，成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种库单元时延功耗状态完整性的检查方法，可以检查功耗时延模型中状态定义的完备性，帮助设计者以及库的提取者得到完整以及规范的库文件数据。

为实现上述目的，本发明提供的库单元时延功耗状态完整性的检查方法，包括以下步骤：

（1）获取单元库中定义的所有状态集合，组成目标集合；（2）根据所有管脚的名称枚举出所有状态集合，组成状态总集合；（3）根据单元的功能定义，以及不同模型的特点从所述目标集合中求出非法状态集合；（4）基于所述非法状态集合，比较所述状态总集合和所述目标集合，得出重复和缺失的状态集合。

所述步骤（1）进一步包括：针对每一个单元，抽取internal_power()、leakage_power()及timing()定义的状态，组成所述目标集合。

所述步骤（2）进一步包括以下步骤：

（21）通过所述目标集合中的状态和单元定义的管脚方向，确定关联的输入及输出管脚的集合；（22）根据输入管脚，得到状态的个数。

所述步骤（3）进一步包括：首先，选出不符合标准单元功能和三态定义的状态；然后，选出不符合模型特点的状态，得到所述非法状态集合。

所述步骤（4）进一步包括：扣除掉所述目标集合中属于所述非法状态集合的部分，得到合法的目标集合；扣除掉所述状态总集合属于所述非法状态集合的部分，得到合法的状态参考集合；求出所述合法的参考集合中多于所述合法的目标集合的部分，得到定义缺失的状态集合；所述目标集合中，定义的状态重复出现的为冗余状态集合。

本发明提供的库单元时延功耗状态完整性的检查方法，通过检查定义时延和功耗的条件，对时序单元库（Timing Library）中的状态（condition）完备性进行分析，查找出错误定义、重复定义，以及遗漏的状态。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中单元及管脚状态定义格式图；

图2为根据本发明的库单元时延功耗状态完整性的检查方法流程图；

图3为根据本发明的数字和状态的转换图；

图4为根据本发明的状态规则图；

图5为根据本发明的状态集合运算图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的库单元时延功耗状态完整性的检查方法，通过检查定义时延和功耗的条件，对时序单元库（Timing Library）中的状态（condition）完备性进行分析，查找出错误定义、重复定义，以及遗漏的状态。

首先，需要获取状态定义中的单元的输入和输出pin；然后，根据不同模型的特点，进行功能（function）分析，过滤错误的状态，错误状态集和用户提供的状态集的交集，可得出用户集合中错误的状态；最后，比对用户提供的状态集和所有正确的状态集合，可得出缺失的和重复的状态。

图2为根据本发明的库单元时延功耗状态完整性的检查方法流程图，下面将参考图2，对本发明的库单元时延功耗状态完整性的检查方法进行详细描述。

在步骤201，准备需要检查的标准单元时序库文件，并读入EDA工具中；

用户在单元库中定义的所有状态集合，就是需要比较的目标集合Set_tar。

在该步骤中，针对每一个单元，抽取internal_power()、leakage_power()及timing()定义的状态，组成目标集合Set_tar。

以timing()为例，按照arc整理出所有的when定义的状态，这些状态组成目标集合Set_tar。

internal_power()及leakage_power()也整理出所有的when定义的状态，这些状态组成目标集合Set_tar。

在步骤202，根据所有管脚（pin）的名称枚举出所有状态总集合Set_ref；

（1）通过目标集合Set_tar中的状态和单元定义的管脚方向，确定关联的输入及输出pin的集合；

（2）数字信号只有0、1两种，根据输入pin的个数N，状态的个数可有2的N次方种。

已知输入管脚（pin）的个数N和名字，可以枚举出2^N种状态。

图3为根据本发明的数字和状态的转换图。参考图3，有A和B两个输入pin，可枚举出四种状态。因为输入pin的顺序是确定的，每一个数字对应一个状态，所以状态和数字可通过二进制自由转换。数字的操作比字符串的速度更快，只有在最后需要结果时，才把具体的状态用字符串输出。由此枚举出所有状态的总集即状态总集合Set_ref。

以timing()为例，每一条arc时序里存在的状态，可根据输入及输出管脚进行枚举，比如有三个输入pinA、pinB、pinC及一个输出pin Z。选取pinA和pinZ组成A->Z的arc，pinB和pinC的状态枚举出所有状态BC、!BC、B!C、!B!C，这四个状态组成arc A->Z的状态总集合Set_ref；

在步骤203，根据单元的功能定义，以及不同模型的特点从目标集合Set_tar中求出非法状态集合Set_ill；

首先选出不符合标准单元功能和三态定义的状态，然后选出不符合模型特点的状态，得到的就是非法状态集合。

其中，根据功能定义及输入pin的状态生成的二元决策图（BDD）可求出输出pin的状态。

下面解释，如何根据单元功能和三态属性定义，求出非法状态集合Set_ill。

图4为根据本发明的状态规则图。以一个两输入与门为例，参考图4，分析状态的合法性。这个与门包含了两个输入管脚（pin）A和B，包含的输出管脚（pin）Z的功能（function）定义是A&B。

在从pin A到pin Z的时序（arc）上定义timing()，当when=B时（B=1），不能确定pin Z的输出值，所以在从pin A到pin Z的arc下定义状态B是合法的状态；当when=!B（B=0）时，pin Z为0，确定了pin Z的输出，所以在从pin A到pin Z的时序arc下定义状态!B是不合法的。

在internal_power()里定义的状态就与在timing()里定义的完全不同了。

在pin A上定义internal_power()，当when=B（B=1）时，不能确定pin Z的输出值，所以在pin A下定义状态B是不合法的状态；当when=!B（B=0）时，pin Z肯定为0，确定了Z的输出，所以在pin A下定义状态!B是合法的。

在步骤204，基于非法状态集合，比较状态总集合和目标集合，得出重复和缺失的状态集合。

图5为根据本发明的状态集合运算图，如图5中公式所示，扣除掉用户给出的需要比较的目标集合Set_tar中属于非法状态集合Set_ill的部分，得到合法（即符合规则）的目标集合Set_tar’；同时，扣除掉状态总集合Set_ref属于非法状态集合Set_ill的部分，得到合法的状态参考集合Set_ref’。在上述过程中，可以根据不同模型的特点，及功能定义的分析，过滤掉一部分错误的状态。最后，求出合法的参考集合Set_ref’中多于合法的目标集合Set_tar’的部分，得到用户定义缺失的状态集合Set_missing。而用户定义的目标集合Set_tar中，如果有重复出现的则是冗余状态集合Set_redundant。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。