一种基于版图文件建模方法、系统、设备以及存储介质与流程

1.本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种基于版图文件建模方法、系统、设备以及存储介质。


背景技术：

2.在芯片生产制造之前，设计的芯片都会经过后端设计软件(如primetime、redhawk)进行严格的功耗、电压降或者电阻分布等参数的分析修正，以防止生产出来的芯片出现问题。但是这些仿真修正都是基于平面版图的基础上进行验证，无法直接进行三维物理尺度上的直观分析，而层间布局布线，纵向关键通孔结构等是芯片内部的重要组成部分；所以不仅需要对平面gds2格式的版图进行平面物理量分析，还需要对芯片内部电路关键结构进行精确的三维物理建模，分析三维模型下电学、热学和力学等物理量的仿真。
3.其次，gds2格式的版图文件是一层层的平面图形，虽然部分科研仿真软件如ansys、comsol等可以进行三维实体建模，但是在读取gds2格式的版图文件时，容易出现以下错误：一是将多层版图文件整体读入，建模软件将多层版图当作一个整体进行建模，无法区分版图内部各层图形，造成三维实体建模错误；二是部分建模软件可以分层去读取版图文件，但是读入后的图形仍然是平面图形，需要手动将纵向维度进行拉伸操作，然而由于芯片版图层数多，各层图形复杂，造成三维实体建模困难甚至出现错误。因此，为方便芯片完整进行三维模型下电学、热学和力学等物理量的仿真，进行从gds2版图文件到三维物理模型建模是一个必须要解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提出一种基于版图文件建模方法，包括以下步骤：
5.获取版图文件并进行转译得到可读写的文本文件；
6.基于预设的分区标志将所述文本文件分成多个文档；
7.从每一个文档中筛选出具有xy坐标信息的多个坐标数据；
8.获取每一个文档中的多个坐标数据的顺序并基于所述多个坐标数据的顺序生成每一个文档对应的二维平面模型；
9.获取工艺参数并基于所述工艺参数对多个二维平面模型进行三维参数设置以构建三维实体模型。
10.在一些实施例中，基于预设的分区标志将所述文本文件分成多个文档，进一步包括：
11.基于object标志将所述文本文件划分成多个文档。
12.在一些实施例中，获取工艺参数并基于所述工艺参数对多个二维平面模型进行三维参数设置以构建三维实体模型，进一步包括：
13.获取模型整体高度、每一个二维平面模型的厚度和布线层厚度；
14.基于模型整体高度、每一个二维平面模型的厚度和布线层厚度构建三维实体模型。
15.在一些实施例中，还包括：
16.获取包括密度和热导率的物理参数以对所述三维实体模型进行物理场仿真。
17.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种基于版图文件建模系统，包括：
18.转译模块，配置为获取版图文件并进行转译得到可读写的文本文件；
19.分区模块，配置为基于预设的分区标志将所述文本文件分成多个文档；
20.筛选模块，配置为从每一个文档中筛选出具有xy坐标信息的多个坐标数据；
21.二维模型生成模块，配置为获取每一个文档中的多个坐标数据的顺序并基于所述多个坐标数据的顺序生成每一个文档对应的二维平面模型；
22.三维模型生成模块，配置为获取工艺参数并基于所述工艺参数对多个二维平面模型进行三维参数设置以构建三维实体模型。
23.在一些实施例中，分区模块还配置为：
24.基于object标志将所述文本文件划分成多个文档。
25.在一些实施例中，三维模型生成模块还配置为：
26.获取模型整体高度、每一个二维平面模型的厚度和布线层厚度；
27.基于模型整体高度、每一个二维平面模型的厚度和布线层厚度构建三维实体模型。
28.在一些实施例中，还包括仿真模块，配置为：
29.获取包括密度和热导率的物理参数以对所述三维实体模型进行物理场仿真。
30.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机设备，包括：
31.至少一个处理器；以及
32.存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如上所述的任一种基于版图文件建模方法的步骤。
33.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时执行如上所述的任一种基于版图文件建模方法的步骤。
34.本发明具有以下有益技术效果之一：本发明提出的方案将版图格式文件转换为文本文件，接着分析文本文件中的电路结构进行读取、分析、筛选和存储，并对文本中的图形坐标进行合适的排序，最后将芯片平面版图文件进行自动化的1:1三维建模。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
36.图1为本发明的实施例提供的基于版图文件建模方法的流程示意图；
37.图2为本发明的实施例提供的基于版图文件建模系统的结构示意图；
38.图3为本发明的实施例提供的计算机设备的结构示意图；
39.图4为本发明的实施例提供的计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
41.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
42.根据本发明的一个方面，本发明的实施例提出一种基于版图文件建模方法，如图1所示，其可以包括步骤：
43.s1，获取版图文件并进行转译得到可读写的文本文件；
44.s2，基于预设的分区标志将所述文本文件分成多个文档；
45.s3，从每一个文档中筛选出具有xy坐标信息的多个坐标数据；
46.s4，获取每一个文档中的多个坐标数据的顺序并基于所述多个坐标数据的顺序生成每一个文档对应的二维平面模型；
47.s5，获取工艺参数并基于所述工艺参数对多个二维平面模型进行三维参数设置以构建三维实体模型。
48.本发明提出的方案将版图格式文件转换为文本文件，接着分析文本文件中的电路结构进行读取、分析、筛选和存储，并对文本中的图形坐标进行合适的排序，最后将芯片平面版图文件进行自动化的1:1三维建模。
49.在一些实施例中，步骤s1中，获取版图文件并进行转译得到可读写的文本文件，具体的，在芯片设计布局布线软件如icc、innovus和l-edit等，最终输出的版图都是gds2格式文件，由于版图文件信息是以图形为基础的文件，版图文件中包含了各种器件布局、各层布线以及各种通孔或者电路中其他重要组成部分。这些图形元素信息决定了电路工作性能和电路信号的完整性，但是版图中的所有电路信息均以层叠平面图形的方式展现，而这种层叠平面图形的文件并不能直观的分析芯片工作时电学、力学和热学等物理量的三维分布状况，并且gds2格式的版图文件是一种二进制文件，可读性差不能直接进行三维建模操作。所以，首先需对gds2格式版图文件进行转译操作，转译成可读写的文本文件。
50.这样，经过comsol软件特定格式的转换之后的文本文件信息进行详细的分析，并对转译后的文本进行特定坐标信息的筛选和排序。转译后的文本文件中出现了大量的数据参数，具体包括文件头中对每层电路信息的说明性语句以及大量电路图形的坐标数据信息，文本信息中的不同语句代表了版图电路中的不同信息。通过分析转译文本文件中的说明性语句和坐标参数后就可获取整个版图电路结构参数和布局。
51.需要说明的是，在进行版图的三维物理实体建模的过程中，本发明使用的是gds2格式的版图文件，本发明原则上不仅适用gds2格式文件，还可以匹配到更多的电路文件格式。
52.在一些实施例中，基于预设的分区标志将所述文本文件分成多个文档，进一步包
括：
53.基于object标志将所述文本文件划分成多个文档。
54.具体的，gds2格式的版图文件转译后的文本文件中含有大量的图形坐标数据参数，并且文本文件中还含有对版图的每一层电路图形的详细说明。这些版图图形的说明性语句和图形的坐标信息是构造版图文件三维实体模型的至关重要的参数。但是，如果直接对转换后的文本文件进行三维实体模型建模的话，构建的模型会出现错误。由于转译后的芯片版图文件中不止包含三维实体建模过程中的基本电路图形信息，还包含了很多无用的文件内容。所以对于matlab读取的gds2版图文件中的信息必须进行详细的筛选和分析，将转译后的文本文件中有用的信息筛选出来，形成一个实际需要的新文件。
55.首先需要观察转译过来的文本文件具体分为多少层电路图形，通过观察转译文本文件发现，每一层的信息开头都是object，电路层与电路层之间划分明显。所以按照object作为区分标志，每一层版图图形划分为一个文档进行处理。但是，即便是每一层版图图形内部信息都包含了很多有用和无用的转译图形信息，此时必须进行有用信息筛选。具体来说，当分析每一层版图图形文件时，只要保留含“x y”的这两项坐标数据信息即可，其他信息可以忽略。在分析comsol软件构建三维实体模型规律发现，必须对模型的各个位置坐标进行合理规划。因此要对转译后的文本文件进行合理的坐标筛选，并且对筛选后的坐标信息进行合理的顺序规划。
56.在一些实施例中，步骤s4，获取每一个文档中的多个坐标数据的顺序并基于所述多个坐标数据的顺序生成每一个文档对应的二维平面模型，具体的，经过对版图电路文件的读取，版图文件中电路图形信息虽然已经保存，但是不能直接应用于三维实体建模操作。在matlab脚本程序与comsol软件的cad模块连接完成后，根据版图电路文件信息对芯片版图进行三维实体几何模型构建。经过gds2格式的版图文件的转译和选取后，matlab软件可以对版图文件的详细图形信息进行读取和保存，利用matlab软件和comsol软件相互配合进行转换构建。最后，在经过上一步骤版图信息的选取和分析后的版图电路文件，就完全包含了要进行需要的三维几何建模的所有详细信息。
57.文件中不同语句代表了版图电路结构中的不同图形信息。在经过筛选和分析后计算机里面的matlab脚本程序会对版图电路中的不同图形结构进行存储。根据版图中各层电路结构的不同可以进行相同结构的批量构建甚至是等效结构简化，此发明在版图后期三维实体结构建模过程中可以节约大量时间。
58.其中matlab软件用于多层电路版图的读取、分析和存储，comsol软件用于多层版图电路三维实体模型的快速简洁构建，方便后续添加物理条件和进行各种物理场仿真研究计算。
59.在一些实施例中，获取工艺参数并基于所述工艺参数对多个二维平面模型进行三维参数设置以构建三维实体模型，进一步包括：
60.获取模型整体高度、每一个二维平面模型的厚度和布线层厚度；
61.基于模型整体高度、每一个二维平面模型的厚度和布线层厚度构建三维实体模型。
62.在一些实施例中，还包括：
63.获取包括密度和热导率的物理参数以对所述三维实体模型进行物理场仿真。
64.具体的，根据芯片后端设计中的工艺信息添加纵向高度参数对平面模型进行三维物理尺度拓展，从而构建完整的三维实体模型。
65.通过计算机matlab脚本程序和comsol软件进行联合建模的第一步就是要对版图文件进行特殊处理。通过comsol软件将gds2格式的版图文件转化为txt文本文件，以便后期进行三维自动建模操作。并且版图文件中包含有多层的图形，所以要对转译过来的文本文件进行版图分层处理并挑选出重要的版图信息。除此之外，又因为comsol软件的cad模块对于构造的模型坐标有顺序要求，所以这时候需要手动按照版图图案的坐标进行调序，可以按照顺时针或者逆时针的顺序调整，最终形成一个文本文件。接下来就是构建完整的三维实体模型。又因为版图文件所呈现的是平面图形，只有二维数据，没有纵向数据信息。所以需要根据实际工艺流程对模型进行三维参数坐标设置，包括模型整体高度、单层图形电路的厚度和布线层厚度等，除此之外当完成三维物理模型构建后，根据版图电路要求进行各层材料属性和各种物理场的设置，保证正确的物理条件和精度要求，就可以自动进行三维物理模型的仿真和修正。例如要进行各种物理场仿真还需要其他各种物理参数例如密度、热导率等。设计完每一层版图电路文件后，经过通过matlab脚本的形式读取文本后进行comsol软件的cad建模。matlab软件脚本程序可以通过计算机完成版图每一层文件的批处理，一次性构建出包含很多复杂图形结构的版图的三维物理实体模型，方便后续根据要求设置相应物理场信息进行仿真。这样就完成了gds2版图文件到三维物理模型的自动可重构建模。
66.本发明提出的方案将版图格式文件转换为文本文件，接着分析文本文件中的电路结构进行读取、分析、筛选和存储，并对文本中的图形坐标进行合适的排序，最后将芯片平面版图文件进行自动化的1:1三维建模。
67.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，本发明的实施例还提供了一种基于版图文件建模系统400，如图2所示，包括：
68.转译模块401，配置为获取版图文件并进行转译得到可读写的文本文件；
69.分区模块402，配置为基于预设的分区标志将所述文本文件分成多个文档；
70.筛选模块403，配置为从每一个文档中筛选出具有xy坐标信息的多个坐标数据；
71.二维模型生成模块404，配置为获取每一个文档中的多个坐标数据的顺序并基于所述多个坐标数据的顺序生成每一个文档对应的二维平面模型；
72.三维模型生成模块405，配置为获取工艺参数并基于所述工艺参数对多个二维平面模型进行三维参数设置以构建三维实体模型。
73.在一些实施例中，分区模块402还配置为：
74.基于object标志将所述文本文件划分成多个文档。
75.在一些实施例中，三维模型生成模块405还配置为：
76.获取模型整体高度、每一个二维平面模型的厚度和布线层厚度；
77.基于模型整体高度、每一个二维平面模型的厚度和布线层厚度构建三维实体模型。
78.在一些实施例中，还包括仿真模块，配置为：
79.获取包括密度和热导率的物理参数以对所述三维实体模型进行物理场仿真。基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图3所示，本发明的实施例还提供了一种计算
机设备501，包括：
80.至少一个处理器520；以及
81.存储器510，存储器510存储有可在处理器上运行的计算机程序511，处理器520执行程序时执行如上的任一种基于版图文件建模方法的步骤。
82.基于同一发明构思，根据本发明的另一个方面，如图4所示，本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质601，计算机可读存储介质601存储有计算机程序610，计算机程序610被处理器执行时执行如上的任一种基于版图文件建模方法的步骤。
83.最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
84.此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。
85.本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
86.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
87.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
88.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
89.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
90.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。