晶体管精确近似表格查找模型的建模和估值方法【
技术领域：
】[0001]本方法属于集成电路领域，具体涉及一种用于集成电路仿真的晶体管（M0SFET)精确近似表格查找模型的建模和估值方法。技术背景[0002]随着超大规模集成电路（ULSI)复杂性的提高，快速仿真和验证在设计流程中变得日益重要。研究显示，传统的快速晶体管级仿真（fast-spice)往往W牺牲精度为代价来获得仿真速度上显著的增益，并广泛应用于大规模数字电路的验证和数模混合电路的功能仿真。但随着工艺特征尺寸急剧减小，为了精确刻画晶体管的深亚微米特性，现代晶体管级仿真器往往采用复杂的晶体管解析模型，如BSIM和m(V，该使得传统的快速仿真方法难W适用于精度要求较高的模拟电路、标准单元库及IP核的仿真。[0003]表格模型技术通常通过从晶体管解析模型中获得的有限器件工作点构建一系列多维表格来刻画器件的输入输出特(主要包括I-V和Q-V特性)。适当选择构建表格的精细度并结合合理的插值方法，表格模型便可W精确近似仿真中晶体管的行为特性，并成功应用于对精度要求高的内存成品率分析（8)和晶体管漏电分析中。[0004]现有技术公开了在晶体管级仿真中，瞬态分析的主要过程是估计一个给定时间点上电路所有结点的电压电流值，并外推下一个时间点上电路结点的值。现代晶体管级仿真器一般采用牛顿法（Newton-Ra地scmmethod)迭代求解当前时间点上电路的隐式或显式积分方程来获得下一个时间点上电路结点电压电流值，递推重复该一过程直到仿真结束。由于现代晶体管器件固有的高非线性特征，在每一个时间点上牛顿迭代一般需要多步才能收敛，而每一次牛顿迭代都将调用晶体管模型对器件工作点估值，因此在瞬态分析中对高度复杂的晶体管模型估值是一个较为耗时的过程。指出对于高度复杂电路，瞬态分析中近60%-80%的时间被用于晶体管解析模型的估值计算，因此采用合理的表格模型近似简化晶体管物理参数的估值计算可W有效缩短电路的仿真时间。[0005]基于W上两点表格模型技术可W同时获得仿真过程的加速和可接受的仿真精度，实践中，实现表格模型技术的难点在于如何在模型精度，表格规模和高效的插值计算之间取得平衡并保证估值计算与牛顿迭代求解电路方程之间的兼容性(主要包括插值的单调性和连续性)。[0006]现有技术的早期的表格模型由于采用了均匀网格，使得模型精度往往受限于鹿大的表格规模（特别是H维网格）对存储的需求且需要使用复杂的插值方式来获得足够的估值精度。随着电路仿真中晶体管规模和物理模型复杂性的显著增加，由非均匀网格构建表格的方式被广泛采用，通过在晶体管非线性较强的区域放置更多的网格点，它可相对较小的存储需求更精确地刻画晶体管物理参数的非线性行为。相比于W现有技术中有关W半经验地根据晶体管的工作区域来确立划分规则并构建结构化网格（structuredgrid)的方法，有研究提出了一种可W根据预先设定的误差需求自适应地构建表格的方法，其中采用了基于树状结构的非结构化网格（unstruc化redgrid)从而进一步减小了存储开销，如，采用该方法为SOI构建表格模型；进一步改进发展上述方法w保证插值的单调性；但是，相比于结构化网格，非结构化网格需要采用复杂的算法来保证表格模型插值的单调性和连续性导致仿真前建立表格时间开销的增加，该方法的另一个缺点是在树状结构中网格单元(Cell)的搜索速度（O(logN)的时间复杂度）较慢，特别是所需网格单元对应结点深度较深时，估值计算中搜索时间所占的比例将显著增加，有关现有技术中分别采用了贪也搜索和路径压缩的方法来缩短搜索时间，由于在非线性较强的区域，估值计算所需网格单元往往对应着树中深度较深的叶子结点，空间上相邻的两个网格单元对应的结点有很大几率位于二元空间分割（BSP)树两个不同的深度较深的子树中，从而使得其中的方法对搜索速度的改进有限，或因其中涉及迭代进行数据结构间转换带来额外开销。[0007]综上所述，现有技术的表格模型技术中构建非均匀网格的方法难W同时保证构建表格的通用性和简单高效性。[0008]与本发明相关的现有技术有如下参考文献：[0009](1)Rewieftski,Michat"Aperspectiveonfast-SPICEsimulationtechnology."SimulationandVerificationofElectronicandBiologicalSystems.SpringerNetherlands,2011.23-42.[0010](2)Y.S.Qiauhan,S.Venugopalan,M.A.Karim,S?趾andelwal,N.Paydavosi,P.Thakur,A.M.NiknejadandC.C.Hu,"BSIM-industrystandardcompactMOSFETmodels'，，IEEEEuropeanSolid-StateDevice民esearchConference,Bordeaux,France,Sept.2012.[0011](3)BucherM,EnzC,KrummenacherF,etal.TlieEKV3.OcompactMOStransistormodel:accountingfordeep-submicronaspects[C]//Proc.MSMInt.Conf.，Nanotech2002.2002:670-673.[0012](4)NadezhinD,GavrilovS,GlebovA,etal.SOItransistormodelforfasttransientsimulation[C]//Proceedingsofthe2003IEEE/ACMinternationalconferenceonComputer-aideddesign.IEEEComputerSociety，2003:120.[0013]巧）YangB,McGau組yB.Anessentiallynon-〇scillato:ry巧NO)high-orderaccurateadaptivetablemodelfordevicemodeling[C]//Proceedingsofthe41stannualDesignAutomationConference.ACM,2004:864-867.[0014](6)BourenkovV，McCarthyKG,Ma化ewsonA.MOStablemodelsforcircuitsimulation[J].Computer-AidedDesignofIntegratedCircuitsandSystems，IEEEhansactionson,2005,24(3):352-362.[0015](7)CaddemiA,CrupiG,etal..AnalyticalConstructionofNonlinearLookupTableModelforAdvancedMicrowaveTransistors[C]//TelecommunicationsinModernSatellite,CableandBroadcastingServices,2007.TELSIKS2007.8thInternationalConferenceon.IE邸，2007:261-270.[0016](8)Kanj民，LiT,Joshi民，etal.Acceleratedstatisticalsimulationviaon-demandHermitesplineinterpolations[C]//Computer-AidedDesign(ICCAD),2011IE邸/ACMInternationalConferenceon.IE邸，2011:353-360.[0017](9)EmrahAcar,DamirJamsek,etal.Blendedmodelinterpolation:U.S.Patents,151，2当前第1页1 2 3 4