获取时序老化敏感性信息的方法和装置、电子设备、介质与流程

文档序号:29614883发布日期:2022-04-13 11:07阅读:58来源:国知局
获取时序老化敏感性信息的方法和装置、电子设备、介质与流程

1.本技术实施例涉及集成电路领域和存储领域,特别涉及获取时序老化敏感性信息的方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质。


背景技术:

2.随着电子技术的不断发展,人们通过不断缩小器件尺寸来获得更高的集成电路性能。但在先进的纳米工艺条件下,随着电路集成度的提高和复杂度的提升,其可靠性问题也变得日益严峻。与之相对的,人们对于集成电路的可靠性和使用寿命的需求却越来越高。在集成电路的使用过程中,金属氧化物半导体(mos,complementary metal-oxide semiconductor)的老化是最主要的可靠性影响因素,器件的老化会导致其时序性能的退化,进而在使用一段时间后发生时序问题,这些由器件老化导致的时序问题已经成为实现高可靠性集成电路系统的绊脚石。
3.物理实现是集成电路设计中的重要阶段,在这一阶段中,设计者利用专业工具,基于芯片设计门级网表进行布局布线和物理验证,集成电路中的路径时序将在这一阶段完成收敛,并最终产生供制造用的设计版图。为了规避上述的老化导致的时序问题,负责物理实现的设计者通常会在电路中添加额外的时序裕量,以保证即便发生老化,电路在工作一定时间后仍能被正常使用。不过,添加时序裕量会制约电路性能,并带来设计难度的增大等问题。另一种方案,即针对标准单元选型进行设计优化。在设计过程中,可以参考每个标准单元的老化时序敏感性数据,选择老化前后对于路径时序影响较小的那些标准单元进行物理实现,这样能够在提高电路时序对老化的抗性的同时,避免由于考虑老化而添加过大时序裕量而带来的性能制约。但在实现这一方案之前,需要一个高效的,能提供每个标准单元时序老化敏感性的分析方法。
4.相关技术的时序老化敏感性分析方法的分析效率比较低。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供一种获取时序老化敏感性信息的方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质。
6.第一方面,本技术实施例提供一种获取时序老化敏感性信息的方法,包括:
7.获取第一预设条件;
8.根据数据库获取第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第一时序老化敏感性信息;其中,第一时序老化敏感性信息包括:表征标准单元老化对标准单元所产生的影响的第一时延影响参数,以及表征标准单元老化对后级互连线和后级标准单元所产生的影响的第二时延影响参数。
9.第二方面,本技术实施例提供一种电子设备,包括:
10.至少一个处理器;
11.存储器,存储器上存储有至少一个程序,当至少一个程序被至少一个处理器执行
时,实现上述任意一种获取时序老化敏感性信息的方法。
12.第三方面,本技术实施例提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述任意一种获取时序老化敏感性信息的方法。
13.本技术实施例提供的获取时序老化敏感性信息的方法,基于数据库获取第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第一时序老化敏感性信息,而不需要对标准单元进行逐个分析,提高了分析效率;并且,由于第一时序老化敏感性信息包括表征标准单元老化对标准单元自身所产生的影响的第一时延影响参数、以及表征标准单元老化对后级互连线和后级标准单元所产生的影响的第二时延影响参数,也就是考虑了前级标准单元的老化对后级互连线和后级标准单元的时序影响,提供了更多维度的标准单元的时序老化敏感性信息,更加符合集成电路实际工作情况,提高了所获得的时序老化敏感性信息的可靠性。
附图说明
14.图1为本技术一个实施例提供的获取时序老化敏感性信息的方法的流程图;
15.图2为本技术实施例中数据库的一种可实现方案的示意图;
16.图3为本技术另一个实施例提供的建立数据库的方法的流程图;
17.图4为本技术实施例提供的电子设备的一种可实现方案的示意图;
18.图5为本技术另一个实施例提供的获取时序老化敏感性信息的装置的组成框图。
具体实施方式
19.为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案,下面结合附图对本技术提供的获取时序老化敏感性信息的方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质进行详细描述。
20.在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例,但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之,提供这些实施例的目的在于使本技术透彻和完整,并将使本领域技术人员充分理解本技术的范围。
21.在不冲突的情况下,本技术各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
22.如本文所使用的,术语“和/或”包括至少一个相关列举条目的任何和所有组合。
23.本文所使用的术语仅用于描述特定实施例,且不意欲限制本技术。如本文所使用的,单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式,除非上下文另外清楚指出。还将理解的是,当本说明书中使用术语“包括”和/或“由......制成”时,指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加至少一个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。
24.除非另外限定,否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解,诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本技术的背景下的含义一致的含义,且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义,除非本文明确如此限定。
25.当前业界存在的相关技术中,有以下两种时序老化敏感性的分析方法。
26.第一种,利用一些包含不同工作条件下,标准单元在发生老化时的基本电学参数
(如阈值电压、饱和电流等)的数据库来进行标准单元的老化敏感性分析,但每次分析,需要基于数据库提供的基本电学参数,针对每一个标准单元进行仿真运算才能获得其时序敏感性参数,因而这种方法分析效率比较低。
27.第二种,先通过其他方式获取标准单元在发生老化时的基本电学参数,再从与之对应的,包含多个预设特定输入电压转换时间和输出负载情况下的标准单元的输入输出时延的数据库中获取相应的老化时延信息,将老化时延信息与老化前的时延信息进行对比,进而得到标准单元的时序老化敏感性参数。这种方法分析效率低,且没有将前级标准单元的时序老化对后级互联线和后级标准单元的时序的影响纳入考虑,因而基于这些数据库得到的标准单元的时序敏感性与电路实际工作情况存在差异。此外,上述方案仅从老化对标准单元本身时序的影响一个维度衡量标准单元时序老化敏感性,因此评价准确性和可靠性比较低。
28.图1为本技术一个实施例提供的获取时序老化敏感性信息的方法的流程图。
29.第一方面,参照图1,本技术一个实施例提供一种获取时序老化敏感性信息的方法,包括:
30.步骤100、获取第一预设条件。
31.在一些示例性实施例中,获取第一预设条件可以是指获取用户输入的第一预设条件。
32.在一些示例性实施例中,第一预设条件包括以下至少之一:老化机制、老化条件、电学环境参数和至少一对输入输出端口对的时序弧状态;
33.老化机制包括以下至少之一:
34.偏压温度不稳定性(bti,bias temperature instability)效应、热载流子注入(hci,hot carrier injection)效应、自热(sh,self heating)效应;
35.老化条件包括以下至少之一:
36.老化时间、工作电压、工作温度、工作信号频率、工作信号占空比、工作信号翻转率;
37.电学环境参数包括以下至少之一:
38.老化前的输入电压转换时间、老化前的输出负载、老化前后输入电压转换时间的变化量;
39.每一对输入输出端口对的时序弧状态包括以下至少之一:
40.上升—上升、上升—下降、下降—上升、下降—下降。
41.需要说明的是,bti效应和hci效应是在先进的工艺节点下,常见的集成电路的mos器件中发生的老化机制,而mos器件的sh效应会加剧bti效应和hci效应。这些老化机制会导致mos器件的相关参数发生变化,进而影响标准单元的时序性能。
42.在一些示例性实施例中,老化时间是指标准单元投入使用的时间。
43.步骤101、根据数据库获取第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第一时序老化敏感性信息;其中,第一时序老化敏感性信息包括:表征标准单元老化对标准单元所产生的影响的第一时延影响参数,以及表征标准单元老化对后级互连线和后级标准单元所产生的影响的第二时延影响参数。
44.在一些示例性实施例中,标准单元是由芯片制造厂商提供的,包含至少一个器件
的小型标准电路,可以用于实现一个特定的逻辑功能,如与非门,或非门等。在先进工艺下,其组成器件主要是mos器件。
45.在一些示例性实施例中,第一时延影响参数包括:老化前的输入输出时延、第一老化时序敏感性评价参数;
46.第二时延影响参数包括:老化前的输出电压转换时间、第二老化时序敏感性评价参数。
47.在一些示例性实施例中,输入输出时延是指输入信号到输出信号之间时延。
48.在一些示例性实施例中,第一老化时序敏感性评价参数包括以下至少之一:老化前后的输入输出时延的变化量、老化前后的输入输出时延的变化量的平均值或中位数或众数。
49.在一些示例性实施例中,第二老化时序敏感性评价参数包括以下至少之一:老化前后的输出电压转换时间的变化量、老化前后的输出电压转换时间的变化量的平均值或中位数或众数。
50.在一些示例性实施例中,可以采用正负来反映变化量的大小变化趋势。例如,正表示变大,负表示变小。
51.在一些示例性实施例中,数据库可以采用如图2所示的三级子数据库来实现第二时序老化敏感性信息的存储,需要说明的是,数据库也可以采用其他方式来实现第二时序老化敏感性信息的存储,具体的存储方式不用于限定本技术实施例的保护范围,本技术实施例强调的是在获取第一时延影响参数和第二时延影响参数时考虑了老化前后的输入电压转换时间的变化量,从而体现前级标准单元老化对当前级标准单元的时序所产生的影响,并且在数据库中存储了第二时延影响参数来体现当前级标准单元老化对后级标准单元的时序所产生的影响。如图2所示,数据库包括至少一个一级子数据库,每一个一级子数据库包括至少一个二级子数据库,每一个二级子数据库包括至少一个三级子数据库;
52.其中,一级子数据库的索引为老化机制和老化条件,二级子数据库的索引为电学环境参数,三级子数据库的索引为时序弧状态。
53.需要说明的是,在数据库中将第二时序老化敏感性信息进行分级存储的目的是,在建立数据库的过程中,所考虑的老化机制、老化条件、电学环境参数、时序弧状态、标准单元的类型的覆盖范围均比较大,需要考虑多种条件下的第二时序老化敏感性信息,如果将所有可能的组合对应的第二时序老化敏感性信息均存储在一个数据库内,将导致数据库容量过大,降低了后续的信息查找效率,而如果根据不同因素来分级建立子数据库能够将标准单元的第二时序老化敏感性信息分开存储,调用时不必遍历所有数据,只需要根据索引直接定位对应的子数据库即可。
54.在一些示例性实施例中,根据数据库获取第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第一时序老化敏感性信息包括:
55.在数据库中查找第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第二时序老化敏感性信息,将查找到的第二时序老化敏感性信息作为第一时序老化敏感性信息。
56.在一些示例性实施例中,根据数据库获取第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第一时序老化敏感性信息包括:
57.在在数据库中查找不到第一预设条件对应的任意一种类型的标准单元的第二时
序老化敏感性信息的情况下,确定数据库中与第一预设条件的匹配度最高的至少两个第二预设条件;
58.分别在数据库中查找每一个第二预设条件对应的所有类型的标准单元的第二时序老化敏感性信息;
59.对于每一种类型的标准单元,对查找到的至少两个第二时序老化敏感性信息进行插值计算得到第一时序老化敏感性信息。
60.需要说明的是,在对至少两个第二时序老化敏感性信息进行插值计算得到第一时序老化敏感性信息时,仅需要对老化前的输入输出时延、老化前后的输入输出时延的变化量、老化前的输出电压转换时间、老化前后的输出电压转换时间的变化量进行插值计算,而不需要对老化前后的输入输出时延的变化量的平均数或中位数或众数和老化前后的输出电压转换时间的变化量的平均数或中位数或众数做插值计算。
61.需要说明的是,在数据库中查找第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第二时序老化敏感性信息时,需要将第一预设条件中的老化机制和老化条件与数据库中的一级子数据库的索引进行匹配,如果匹配上,也就是说,一级子数据库的索引包括第一预设条件的老化机制和老化条件,则定位到该一级子数据库;然后将第一预设条件中的电学环境参数与定位到的一级子数据库中的二级子数据库的索引进行匹配,如果匹配上,也就是说,二级子数据库的索引包括第一预设条件的电学环境参数,则定位到该二级子数据库;然后将第一预设条件中的时序弧状态与定位到的二级子数据库中的三级子数据库的索引进行匹配,如果匹配上,也就是说,三级子数据库的索引包括第一预设条件中的时序弧状态,则定位到该三级子数据库;然后在定位到的三级子数据库中查找第一预设条件对应的第二时序老化敏感性信息。
62.需要说明的是,数据库中与第一预设条件的匹配度最高的至少两个第二预设条件是指第二预设条件与数据库中的对应级别的子数据库的索引能够匹配上,并且,至少两个第二预设条件之间的参数区间包括第一预设条件。例如,第一预设条件的电学环境参数的输入电压转换时间为6,但是数据库中二级索引对应的输入电压转换时间仅包括1,5,8,10,那么,可以确定第二条件的电学环境参数的输入电压转换时间为5和8。
63.在一些示例性实施例中,还可以获取数据呈现方式,按照数据呈现方式输出第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第一时序老化敏感性数据。
64.在一些示例性实施例中,数据呈现方式可以但不限于是数据列表、查找表、可视化数据图等。基于不同的数据呈现方式,可以调用数据库中存储的不同第二时序老化敏感性信息。
65.例如,当要分析标准单元在一定电学环境参数的取值范围内的整体时序老化敏感性情况时,可以调用与此电学环境参数的取值范围对应的二级子数据库中的所有第二时序老化敏感性信息,提取不同时序弧状态下,不同类型的标准单元的第二时序老化敏感性信息,然后将不同时序弧状态下的老化前后的输入输出时延的变化量的平均数或中位数或众数和老化前后的输出电压转换时间的变化量的平均数或中位数或众数绘制为可视化数据图。
66.又如,当需要某种类型的标准单元在特定电学环境参数的取值范围和时序弧状态下的第一时序老化敏感性信息时,可以调用与该电学环境参数的取值范围和时序弧状态对
应的三级子数据库,提取其中保存的第二时序老化敏感性信息,然后以数据列表或查找表的方式进行输出。
67.在一些示例性实施例中,获取第一预设条件之前,该方法还包括:
68.步骤102、建立数据库。
69.在一些示例性实施例中,如图3所示,建立数据库包括:
70.步骤1021、分别获取每一种类型的标准单元样本在不同第三预设条件下的第二时序老化敏感性信息。
71.在一些示例性实施例中,考虑到覆盖的全面性,建立数据库时选取的标准单元样本应该覆盖到集成电路设计中涉及到的所有标准单元类型。考虑到建立数据库的效率,可以选择使用频率比较高的典型类型的标准单元作为标准单元样本。
72.需要说明的是,同一类标准单元只选取一个标准单元样本即可。
73.在一些示例性实施例中,第三预设条件包括以下至少之一:老化机制、老化条件、电学环境参数和至少一对输入输出端口对的时序弧状态。
74.在一些示例性实施例中,老化机制包括以下至少之一:
75.bti效应、hci效应、sh效应;
76.老化条件包括以下至少之一:
77.老化时间、工作电压、工作温度、工作信号频率、工作信号占空比、工作信号翻转率;
78.电学环境参数包括以下至少之一:
79.老化前的输入电压转换时间、老化前的输出负载、老化前后输入电压转换时间的变化量;
80.每一对输入输出端口对的时序弧状态包括以下至少之一:
81.上升—上升、上升—下降、下降—上升、下降—下降。
82.在一些示例性实施例中,第二时序老化敏感性信息包括:表征标准单元样本老化对标准单元样本所产生的影响的第一时延影响参数,以及表征标准单元样本老化对后级互连线和后级标准单元样本所产生的影响的第二时延影响参数;
83.第一时延影响参数包括:老化前的输入输出时延、第一老化时序敏感性评价参数;第一老化时序敏感性评价参数包括以下至少之一:老化前后的输入输出时延的变化量、老化前后的输入输出时延的变化量的平均值或中位数或众数;
84.第二时延影响参数包括:老化前的输出电压转换时间、第二老化时序敏感性评价参数;第二老化时序敏感性评价参数包括以下至少之一:老化前后的输出电压转换时间的变化量、老化前后的输出电压转换时间的变化量的平均值或中位数或众数;
85.分别获取每一种类型的标准单元样本的第二时序老化敏感性信息包括:
86.针对每一种类型的标准单元样本,在老化前对标准单元样本进行仿真分析得到标准单元样本的老化前的输入输出时延和老化前的输出电压转换时间;
87.针对每一种类型的标准单元样本,在不同第三预设条件下对标准单元样本进行仿真分析得到标准单元样本的老化后的输入输出时延和老化后的输出电压转换时间;
88.针对每一种类型的标准单元样本的每一个第三预设条件,根据标准单元样本的老化前的输入输出时延和老化后的输入输出时延确定标准单元样本在第三预设条件下的老
化前后输入输出时延的变化量,根据标准单元样本的老化前的输出电压转换时间和老化后的输出电压转换时间确定标准单元样本在第三预设条件下的老化前后输出电压转换时间的变化量。
89.在本技术实施例中,考虑到前级标准单元的老化会造成其输出电压转换时间的变化,进而改变当前级标准单元的输入电压转换时间,最终影响当前级标准单元的输入输出时延,所以输入电压转换时间的变化量可以用于表征前级标准单元老化对于当前级标准单元的时序影响,也就是说,将老化前后输入电压转换时间的变化量作为一个电学环境参数(即输入条件)来进行仿真分析得到的第一时延影响参数和第二时延影响参数,为更加符合集成电路实际工作情况的标准单元的时序老化敏感性信息,提高了数据库的可靠性。
90.需要说明的是,对于每一个第三预设条件的组合均对应一次所有类型的标准单元样本的仿真分析,由于要遍历第三预设条件的所有可能的组合需要付出大量的时间,因此可以在上述第三预设条件中的参数的可能范围内,选取典型的组合进行仿真分析。例如,当集成电路设计中老化前的输入电压转换时间、老化前的输出负载和老化前后的输入电压转换时间的变化量的取值范围都为(0,10],那么,可以从每一个电学环境参数的取值范围中各取几个点,如0.01,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,然后再将三个电学环境参数的取值进行组合,并在此基础上进行仿真分析。
91.在一些示例性实施例中,可以采用电子设计自动化(eda,electronics design automation)工具进行仿真分析。
92.本技术实施例中的变化量可以是相对变化量,也可以是绝对变化量。
93.在一些示例性实施例中,根据标准单元样本的老化前的输入输出时延和老化后的输入输出时延确定标准单元样本在第三预设条件下的老化前后输入输出时延的变化量包括:
94.在变化量为绝对变化量的情况下,老化前后输入输出时延的变化量为老化后的输入输出时延和老化前的输入输出时延之差;
95.在变化量为相对变化量的情况下,老化前后输入输出时延的变化量为老化后的输入输出时延和老化前的输入输出时延之差,与老化前的输入输出时延的比值;或者,老化后的输入输出时延和老化前的输入输出时延的比值。
96.在一些示例性实施例中,根据标准单元样本的老化前的输出电压转换时间和老化后的输出电压转换时间确定标准单元样本在第三预设条件下的老化前后输出电压转换时间的变化量包括:
97.在变化量为绝对变化量的情况下,老化前后输出电压转换时间的变化量为老化后的输出电压转换时间和老化前的输出电压转换时间之差;
98.在变化量为相对变化量的情况下,老化前后输出电压转换时间的变化量为老化后的输出电压转换时间和老化前的输出电压转换时间之差,与老化前的输出电压转换时间的比值;或者,老化后的输出电压转换时间和老化前的输出电压转换时间的比值。
99.在另一些示例性实施例中,第二时序老化敏感性信息包括:标准单元样本老化对标准单元样本的第一时延影响参数,以及标准单元样本老化对后级标准单元样本的第二时延影响参数;
100.第一时延影响参数包括:老化前的输入输出时延、第一老化时序敏感性评价参数;
101.第二时延影响参数包括:老化前的输出电压转换时间、第二老化时序敏感性评价参数;
102.分别获取每一种类型的标准单元样本的第二时序老化敏感性信息包括:
103.针对每一条路径中的所有标准单元样本,在老化前对路径进行仿真分析得到路径中的每一个标准单元样本的老化前的输入输出时延和老化前的输出电压转换时间;
104.针对每一条路径中的所有标准单元样本,在不同第三预设条件下对路径进行仿真分析得到每一个标准单元样本的老化后的输入输出时延和老化后的输出电压转换时间;
105.针对每一种类型的标准单元样本的每一个第三预设条件,根据标准单元样本的老化前的输入输出时延和老化后的输入输出时延确定标准单元样本在第三预设条件下的老化前后输入输出时延的变化量,根据标准单元样本的老化前的输出电压转换时间和老化后的输出电压转换时间确定标准单元样本在第三预设条件下的老化前后输出电压转换时间的变化量。
106.需要说明的是,在基于路径的仿真分析过程中,所选取的路径应该包含所有类型的标准单元样本,所选取的标准单元样本应该能够满足统计分析对样本量的需求。
107.需要说明的是,在基于路径的仿真分析过程中,电学环境参数可以不用预先设置,而是直接从eda的路径仿真分析报告中获得电学环境参数。
108.步骤1022、根据所有类型的标准单元样本在不同第三预设条件下的第二时序老化敏感性信息建立数据库。
109.在一些示例性实施例中,根据所有类型的标准单元样本在不同第三预设条件下的第二时序老化敏感性信息建立数据库包括:
110.将第三预设条件中的老化机制和老化条件作为索引建立至少一个一级子数据库;
111.将第三预设条件中的电学环境参数作为索引分别在每一个一级子数据库中建立至少一个二级子数据库;
112.将第三预设条件中的时序弧状态作为索引分别在每一个二级子数据库中建立至少一个三级子数据库。
113.在一些示例性实施例中,将第三预设条件中的老化机制和老化条件作为索引建立至少一个一级子数据库包括:
114.按照第三预设条件中的老化机制和老化条件对第三预设条件对应的第二时序老化敏感性信息进行分类,将属于同一类的第二时序老化敏感性信息存储到同一个一级子数据库中。
115.在一些示例性实施例中,属于同一类的第二时序老化敏感性信息是指老化机制和老化条件在相同的取值范围内的第三预设条件对应的第二时序老化敏感性信息。例如,假设老化机制包括:bti效应、hci效应、sh效应;老化条件包括:工作电压和工作温度;工作电压的取值范围在0.6-0.9v,工作温度的取值范围为20-30℃,那么,可以将老化机制为bti效应和sh效应,工作电压在0.6-0.75v,工作温度在20-25℃的第三预设条件对应的第二时序老化敏感性信息划分为一级子数据库ⅰ,将老化机制为hci效应和sh效应,工作电压在0.75-0.9v,工作温度在20-25℃的第三预设条件对应的第二时序老化敏感性信息划分为一级子数据库ⅱ,将老化机制为bti效应和sh效应,工作电压在0.6-0.75v,工作温度在25-30℃的第三预设条件对应的第二时序老化敏感性信息划分为一级子数据库ⅲ,将老化机制为hci
效应和sh效应,工作电压在0.75-0.9v,工作温度在25-30℃的第三预设条件对应的第二时序老化敏感性信息划分为一级子数据库ⅳ。
116.在一些示例性实施例中,将第三预设条件中的电学环境参数作为索引分别在每一个一级子数据库中建立至少一个二级子数据库包括:
117.针对每一个一级子数据库,按照电学环境参数将一级子数据库中的第二时序老化敏感性信息进行分类,将一级子数据库中的第二时序老化敏感性信息中属于同一类的第二时序老化敏感性信息存储到同一个二级子数据库中。
118.在一些示例性实施例中,一级子数据库中的第二时序老化敏感性信息中属于同一类的第二时序老化敏感性信息是指电学环境参数在相同的取值范围内的第三预设条件对应的第二时序老化敏感性信息。例如,对于上述一级子数据库ⅰ,假设电学环境参数包括:老化前的输入电压转换时间和老化前后输入电压转换时间的变化量,老化前的输入电压转换时间的取值范围为0-10,老化前后输入电压转换时间的变化量的取值范围为0-10,那么,将一级子数据库ⅰ中的第二时序老化敏感性信息中,老化前的输入电压转换时间在0-5,老化前后输入电压转换时间的变化量在0-5的电学环境参数对应的第二时序老化敏感性信息存储到二级子数据库a,将一级子数据库ⅰ中的第二时序老化敏感性信息中,老化前的输入电压转换时间在0-5,老化前后输入电压转换时间的变化量在5-10的电学环境参数对应的第二时序老化敏感性信息存储到二级子数据库b,将一级子数据库ⅰ中的第二时序老化敏感性信息中,老化前的输入电压转换时间在5-10,老化前后输入电压转换时间的变化量在0-5的电学环境参数对应的第二时序老化敏感性信息存储到二级子数据库c,将一级子数据库ⅰ中的第二时序老化敏感性信息中,老化前的输入电压转换时间在5-10,老化前后输入电压转换时间的变化量在5-10的电学环境参数对应的第二时序老化敏感性信息存储到二级子数据库d。
119.在一些示例性实施例中,将第三预设条件中的时序弧状态作为索引分别在每一个二级子数据库中建立至少一个三级子数据库包括:
120.针对每一个二级子数据库,按照时序弧状态将二级子数据库中的第二时序老化敏感性信息进行分类,将二级子数据库中的第二时序老化敏感性信息中属于同一类的第二时序老化敏感性信息存储到同一个三级子数据库中。
121.在一些示例性实施例中,二级子数据库中的第二时序老化敏感性信息中属于同一类的第二时序老化敏感性信息是指时序弧状态取值相同的第三预设条件对应的第二时序老化敏感性信息。例如,对于上述二级子数据库a,假设时序弧状态包括:上升—上升、上升—下降、下降—上升、下降—下降,那么,将二级子数据库a中的第二时序老化敏感性信息中,时序弧状态为上升—上升对应的第二时序老化敏感性信息存储到三级子数据库1,将二级子数据库a中的第二时序老化敏感性信息中,时序弧状态为上升—下降对应的第二时序老化敏感性信息存储到三级子数据库2,将二级子数据库a中的第二时序老化敏感性信息中,时序弧状态为下降—上升对应的第二时序老化敏感性信息存储到三级子数据库3,将二级子数据库a中的第二时序老化敏感性信息中,时序弧状态为下降—下降对应的第二时序老化敏感性信息存储到三级子数据库4。
122.需要说明的是,在每一个三级子数据库中存储第二时序老化敏感性信息时,需要存储第三预设条件、标准单元的类型和第二时序老化敏感性信息之间的对应关系。
123.需要说明的是,在对老化条件、电学环境参数进行区间划分时,可以进行等距划分,如[0,2),[2,4),[4,6),[6,8),[8,10],也可以进行非等距划分,如[0,0.05),[0.05,3),[3,5),[5,8),[8,10],也可以进行间隔划分,如[0,2),[2,3),[4,6),[7,8),[8,10]。具体的划分方式可以根据老化条件和电学环境参数的具体取值范围来确定,具体的划分方式不用于限定本技术实施例的保护范围。
[0124]
在一些示例性实施例中,每一种类型的标准单元样本的老化前后的输入输出时延的变化量的平均数或中位数或众数根据标准单元样本所在的三级子数据库中,与标准单元样本属于同一种类的所有标准单元样本的老化前后输入输出时延的变化量确定。例如,每一种类型的标准单元样本的老化前后的输入输出时延的变化量的平均数或中位数或众数为标准单元样本所在的三级子数据库中,与标准单元样本属于同一种类的所有标准单元样本的老化前后输入输出时延的变化量的平均数或中位数或众数等。
[0125]
在一些示例性实施例中,每一种类型的标准单元样本的老化前后的输出电压转换时间的变化量的平均数或中位数或众数根据标准单元样本所在的三级子数据库中,与标准单元样本属于同一种类的所有标准单元样本的老化前后输出电压转换时间的变化量确定。例如,每一种类型的标准单元样本的老化前后的输出电压转换时间的变化量的平均数或中位数或众数为标准单元样本所在的三级子数据库中,与标准单元样本属于同一种类的所有标准单元样本的老化前后输出电压转换时间的变化量的平均数或中位数或众数等。
[0126]
本技术实施例提供的获取时序老化敏感性信息的方法,基于第一预设条件从数据库中获取第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第一时序老化敏感性信息,而不需要对标准单元进行逐个分析,提高了分析效率;并且,由于第一时序老化敏感性信息包括表征标准单元老化对标准单元自身所产生的影响的第一时延影响参数、表征标准单元老化对后级互连线和后级标准单元所产生的影响的第二时延影响参数,也就是考虑了前级标准单元的老化对后级互连线和后级标准单元的时序影响,提供了更多维度的标准单元的时序老化敏感性信息,更加符合集成电路实际工作情况,提高了所获得的时序老化敏感性信息的可靠性。
[0127]
本技术实施例的获取时序老化敏感性信息的方法,可以有如下的应用。
[0128]
1.为芯片物理实现早期的标准单元选型提供参考
[0129]
具体来说,在芯片物理实现的早期阶段,设计者可以通过在所述数据库中调用同类标准单元的时序老化敏感性信息,并据此列出此类标准单元在后续芯片物理实现过程中的使用优先级。通过优先使用时序老化敏感性较低的标准单元来实施芯片设计的物理实现,以此增强整体芯片设计时序对于老化影响的抗性,实现优化设计,减少添加的时序裕量目标。
[0130]
2.为物理实现后期老化相关的时序设计优化提供指导
[0131]
在芯片物理设计的后期阶段,为了降低老化对整个时序路径时延的影响,需要对一些时序受老化影响比较严重的标准单元进行替换。此时,设计者可以参考待替换标准单元的电学环境参数,调用本技术实施例的数据库,再依据数据库呈现的不同标准单元的时序老化敏感性信息,从中选取时序老化敏感性信息较小的标准单元来取代待替换标准单元,从而在满足电路功能和时序收敛的前提下,降低路径时序的老化敏感性。
[0132]
3.其他涉及到标准单元或电路时序老化相关的应用
[0133]
本技术实施例的数据库中包含标准单元级的老化时序信息,经过简单计算后也可以推算出相应的电路级老化时序信息,因此可能被应用于各种与标准单元或电路时序老化相关的场景。包括但不限于路径时序风险评估,关键路径筛选,关键标准单元筛选,老化相关参数计算,以及作为标准单元或芯片设计可靠性评价标准,路径时序老化分析,等等。
[0134]
第二方面,本技术实施例提供一种电子设备,包括:
[0135]
至少一个处理器;
[0136]
存储器,存储器上存储有至少一个程序,当至少一个程序被至少一个处理器执行时,实现上述任意一种获取时序老化敏感性信息的方法。
[0137]
其中,处理器为具有数据处理能力的器件,其包括但不限于中央处理器(cpu)等;存储器为具有数据存储能力的器件,其包括但不限于随机存取存储器(ram,更具体如sdram、ddr等)、只读存储器(rom)、带电可擦可编程只读存储器(eeprom)、闪存(flash)。
[0138]
在一些实施例中,处理器、存储器通过总线相互连接,进而与计算设备的其它组件连接。
[0139]
例如,如图4所示,本技术实施例的电子设备包括:一个处理单元401,一个控制单元402,一个存储单元403,一个输出单元404,一个输入单元405,一个通讯单元406和数据总线407。
[0140]
处理单元401包含任何能够执行本技术实施例的获取时序老化敏感性信息的方法的程序代码的集成电路,包括但不限中央处理器,微处理器以及特制的集成电路等。为了增强数据处理能力,可以同时使用多个处理器。
[0141]
输入单元405与控制单元402通讯,用于接收外部模块或操作者提供的数据信息或者控制指令。可以是任何具有数据收发能力的通讯接口,用于与其他设备或执行网络间进行数据通信;也可以是键盘,鼠标,触屏,语音传感器等等信号输入设备,用于支持操作者实现输入程序控制指令。
[0142]
控制单元402可以包括自动化的程序控制模块或者能够执行外部输入指令的程序控制模块。用于支持本方法实施过程中的流程控制,参数设置等。
[0143]
存储单元403可以包含任何能够用于存储计算机可读数据的介质,主要用于存储本技术实施例的获取时序老化敏感性信息的方法的程序代码和缓存数据。包括但不限于各类动态存储设备、动态存储设备、u盘、光盘等。
[0144]
输出单元404与控制单元402通讯,可以包含或复用前述的数据通讯接口,将数据传递给其他执行设备或通讯网络;或者包含任何可以用于显示数据信息的设备或模块。比如显示器,投影仪,打印机等等,用于将本方法的实施结果呈现给操作者。
[0145]
数据总线407指代在各个单元之间信息的数据通路。
[0146]
在具体的实施过程中,上述的电子设备可以是一个计算机终端。计算机终端可以是服务器,通用台式电脑,笔记本电脑,掌上电脑,平板电脑,智能通讯设备等等。
[0147]
第三方面,本技术实施例提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述任意一种获取时序老化敏感性信息的方法。
[0148]
图5为本技术一个实施例提供的获取时序老化敏感性信息的装置的组成框图。
[0149]
第四方面,参照图5,本技术另一个实施例提供一种获取时序老化敏感性信息的装
置,包括:
[0150]
条件获取模块501,用于获取第一预设条件;
[0151]
敏感性信息获取模块502,用于根据数据库获取第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第一时序老化敏感性信息;其中,第一时序老化敏感性信息包括:表征标准单元老化对标准单元所产生的影响的第一时延影响参数,以及表征标准单元老化对后级标准单元所产生的影响的第二时延影响参数。
[0152]
在一些示例性实施例中,敏感性信息获取模块502具体用于:
[0153]
在数据库中查找第一预设条件对应的不同类型的标准单元的第二时序老化敏感性信息,将查找到的第二时序老化敏感性信息作为第一时序老化敏感性信息。
[0154]
在一些示例性实施例中,敏感性信息获取模块502具体用于:
[0155]
在在数据库中查找不到第一预设条件对应的任意一种类型的标准单元的第二时序老化敏感性信息的情况下,确定数据库中与第一预设条件的匹配度最高的至少两个第二预设条件;
[0156]
分别在数据库中查找每一个第二预设条件对应的所有类型的标准单元的第二时序老化敏感性信息;
[0157]
对于每一种类型的标准单元,对查找到的至少两个第二时序老化敏感性进行插值计算得到第一时序老化敏感性信息。
[0158]
在一些示例性实施例中,第一时延影响参数包括:老化前的输入输出时延、第一老化时序敏感性评价参数;
[0159]
第二时延影响参数包括:老化前的输出电压转换时间、第二老化时序敏感性评价参数。
[0160]
在一些示例性实施例中,第一预设条件包括以下至少之一:老化机制、老化条件、电学环境参数和至少一对输入输出端口对的时序弧状态;
[0161]
老化机制包括以下至少之一:
[0162]
偏压温度不稳定性效应、热载流子注入效应、自热效应;
[0163]
老化条件包括以下至少之一:
[0164]
老化时间、工作电压、工作温度、工作信号频率、工作信号占空比、工作信号翻转率;
[0165]
电学环境参数包括以下至少之一:
[0166]
老化前的输入电压转换时间、老化前的输出负载、老化前后输入电压转换时间的变化量;
[0167]
每一对输入输出端口对的时序弧状态包括以下至少之一:
[0168]
上升—上升、上升—下降、下降—上升、下降—下降。
[0169]
在一些示例性实施例中,还包括:数据库建立模块503,用于建立数据库。
[0170]
在一些示例性实施例中,数据库建立模块503具体用于:
[0171]
分别获取每一种类型的标准单元样本在不同第三预设条件下的第二时序老化敏感性信息;
[0172]
根据所有类型的标准单元样本在不同第三预设条件下的第二时序老化敏感性信息建立数据库。
[0173]
在一些示例性实施例中,第二时序老化敏感性信息包括:表征标准单元样本老化对标准单元样本所产生的影响的第一时延影响参数,以及表征标准单元样本老化对后级互连线和后级标准单元样本所产生的影响的第二时延影响参数;
[0174]
第一时延影响参数包括:老化前的输入输出时延、第一老化时序敏感性评价参数;第一老化时序敏感性评价参数包括以下至少之一:老化前后的输入输出时延的变化量、老化前后的输入输出时延的变化量的平均值或中位数或众数;
[0175]
第二时延影响参数包括:老化前的输出电压转换时间、第二老化时序敏感性评价参数;第二老化时序敏感性评价参数包括以下至少之一:老化前后的输出电压转换时间的变化量、老化前后的输出电压转换时间的变化量的平均值或中位数或众数;
[0176]
数据库建立模块503具体用于采用以下方式实现分别获取每一种类型的标准单元样本的第二时序老化敏感性信息:
[0177]
针对每一种类型的标准单元样本,在老化前对标准单元样本进行仿真分析得到标准单元样本的老化前的输入输出时延和老化前的输出电压转换时间;
[0178]
针对每一种类型的标准单元样本,在不同第三预设条件下对标准单元样本进行仿真分析得到标准单元样本的老化后的输入输出时延和老化后的输出电压转换时间;
[0179]
针对每一种类型的标准单元样本的每一个第三预设条件,根据标准单元样本的老化前的输入输出时延和老化后的输入输出时延确定标准单元样本在第三预设条件下的老化前后输入输出时延的变化量,根据标准单元样本的老化前的输出电压转换时间和老化后的输出电压转换时间确定标准单元样本在第三预设条件下的老化前后输出电压转换时间的变化量。
[0180]
在一些示例性实施例中,数据库建立模块503具体用于采用以下方式实现根据所有类型的标准单元样本在不同第三预设条件下的第二时序老化敏感性信息建立数据库:
[0181]
将第三预设条件中的老化机制和老化条件作为索引建立至少一个一级子数据库;
[0182]
将第三预设条件中的电学环境参数作为索引分别在每一个一级子数据库中建立至少一个二级子数据库;
[0183]
将第三预设条件中的时序弧状态作为索引分别在每一个二级子数据库中建立至少一个三级子数据库。
[0184]
上述获取时序老化敏感性信息的装置的具体实现过程与前述实施例获取时序老化敏感性信息的方法的具体实现过程相同,这里不再赘述。
[0185]
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于
ram、rom、eeprom、闪存或其它存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储器、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据,并且可包括任何信息递送介质。
[0186]
本文已经公开了示例实施例,并且虽然采用了具体术语,但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义,并且不用于限制的目的。在一些实例中,对本领域技术人员显而易见的是,除非另外明确指出,否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素,或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此,本领域技术人员将理解,在不脱离由所附的权利要求阐明的本技术的范围的情况下,可进行各种形式和细节上的改变。
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