一种实现电路仿真的方法和装置的制造方法
【专利摘要】一种实现电路仿真的方法和装置，包括：根据电路的所有工艺电压温度PVT组合中的两个或两个以上PVT组合，获取高斯过程模型GPM中的超参数；根据获得的超参数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特征参数；通过比较所有PVT组合的特征参数得到最坏情况的PVT组合。
【专利说明】
一种实现电路仿真的方法和装置
技术领域
[0001] 本文涉及但不限于仿真技术，尤指一种实现电路仿真的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 为了在器件特性和环境条件出现各种波动的情况下验证电路的性能，设计者常常 需要在多个工艺电压温度(PVT，Process Voltage Temperature)组合下对电路进行仿真， 以找出电路在最坏情况(Worst Case)下对应的PVT，根据最坏情况下对应的PVT分析电路并 进行改进使之能满足设计目标。
[0003] 相关技术中，实现电路仿真的方法大致包括：
[0004] 采用电路仿真器对每一个PVT组合进行电路仿真得到电路的特征参数(例如功率， 频率等），通过比较所有PVT组合的特征参数得到最坏情况的PVT组合。当特征参数为功耗 时，功耗最高对应的PVT组合即为最坏情况的PVT组合;当特征参数为频率时，频率最低对应 的PVT组合即为最坏情况的PVT组合。
[0005] 相关技术中，由于仿真器对每一个PVT组合进行电路仿真所需要的时间较长，而一 个电路的所有PVT组合的数目往往比较多，因此，对电路的所有PVT组合进行电路仿真一次 所需要的时间会很长。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提出了一种实现电路仿真的方法和装置，能够在保证仿真精度的同 时缩短仿真时间。
[0007] 本发明实施例提出了一种实现电路仿真的方法，包括：
[0008] 根据电路的所有工艺电压温度PVT组合中的两个或两个以上PVT组合，获取高斯过 程模型GPM中的超参数；
[0009] 根据获得的超参数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特征参数；
[0010]通过比较所有PVT组合的特征参数得到最坏情况的PVT组合。
[0011] 可选的，所述根据电路的所有PVT组合中的两个或两个以上PVT组合，获取GPM中的 超参数包括：
[0012] 根据所述两个或两个以上PVT组合及其对应的特征参数获取GPM中的超参数。
[0013] 可选的，所述根据两个或两个以上PVT组合及其对应的特征参数获取GPM中的超参 数包括：
[0014] 按照公式
计算L的最大值对应的 超参数；
[0015] 其中：
[0016]其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，CN为协方差矩阵，|CN|为C N的行列式，如为 包含用于获取超参数的所有PVT组合对应的特征参数的向量，A为常数，P (D)为证据因子，Cij 为CN的第i行第j列元素，i为1到n之间的整数，j为1到n之间的整数，；为第i个PVT组合对 应的向量的第kl个元素，为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，M为第i个超参数。
[0017] 可选的，所述根据获得的超参数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特征参数 包括：
[0018] 按照公式// = (/;-々2'' (:'、1々〗)1计算每一个PVT组合对应的特征参数；
[0019] 其中，k2=「C(X1 .XN+1 ) .C(X2 .XN+1 ) ?….C(XN.XN+1 ) 1，h = C(XN+l，XN+1)，
[0020] 其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，CN为协方差矩阵，(^为CN的第i行第j列元 素，i为1到n之间的整数，j为1到n之间的整数，# 11为第i个PVT组合对应的向量的第kl个元 素 ，xf U为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，h为第i个超参数。
[0021] 本发明实施例还提出了一种实现电路仿真的装置，包括：
[0022] 第一获取模块，用于根据电路的所有工艺电压温度PVT组合中的两个或两个以上 PVT组合，获取高斯过程模型GPM中的超参数；
[0023] 第二获取模块，用于根据获得的超参数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特 征参数；
[0024]处理模块，用于通过比较所有PVT组合的特征参数得到最坏情况的PVT组合。
[0025]可选的，所述第一获取模块具体用于：
[0026]根据所述两个或两个以上PVT组合及其对应的特征参数获取GPM中的超参数。
[0027] 可选的，所述第一获取模块具体用于：
[0028] 按照公式
计算L的最大值对应的 超参数；
[0029] 其中
[0030] 其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，Cn为协方差矩阵，|Cn|为Cn的行列式，tN为 包含用于获取超参数的所有PVT组合对应的特征参数的向量，A为常数，P (D)为证据因子，Cij 为CN的第i行第j列元素，i为1到n之间的整数，j为1到n之间的整数，Af1为第i个PVT组合对 应的向量的第kl个元素，为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，h为第i个超参数。 [0031]可选的，所述第二获取模块具体用于：
[0032] 按照公式// = 1计算每一个PVT组合对应的特征参数；
[0033] 其中，k2 = [C(X1，XN+1)，C(X2，XN+1)，…，C(XN，XN+1) ]，h = C(XN+l，XN+l)，
[0034] 其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，CN为协方差矩阵，(^为CN的第i行第j列元 素，i为1到n之间的整数，j为1到n之间的整数，为第i个PVT组合对应的向量的第kl个元 素，为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，M为第i个超参数。
[0035] 与相关技术相比，本发明实施例的技术方案包括:根据电路的所有工艺电压温度 PVT组合中的两个或两个以上PVT组合，获取高斯过程模型GPM中的超参数;根据获得的超参 数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特征参数;通过比较所有PVT组合的特征参数得 到最坏情况的PVT组合。通过本发明实施例的方案，通过GPM来实现电路的仿真，由于GPM仿 真速度较快且精度较高，实现了在保证仿真精度的同时缩短了仿真时间。
【附图说明】
[0036]下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一 步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。
[0037] 图1为本发明实施例实现电路仿真的方法的流程图；
[0038] 图2为本发明实施例实现电路仿真的装置的结构组成示意图。
【具体实施方式】
[0039] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不 能用来限制本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实 施例中的各种方式可以相互组合。
[0040] 参见图1，本发明实施例提出了一种实现电路仿真的方法，包括：
[0041] 步骤100、根据电路的所有PVT组合中的两个或两个以上PVT组合，获取高斯过程模 型(GPM，Gauss Processing Model)中的超参数。具体包括：
[0042]根据两个或两个以上PVT组合及其对应的特征参数获取GPM中的超参数。
[0043] 其中，两个或两个以上PVT组合对应的特征参数可以通过调用电路仿真器对两个 或两个以上PVT组合进行电路仿真得到，也可以预先在电路仿真器中仿真得到。
[0044]其中，具体如何调用电路仿真器对两个或两个以上PVT组合进行电路仿真得到对 应的特征参数可以采用本领域技术人员的熟知技术实现，并不用于限定本发明的保护范 围，这里不再赘述。
[0045] 其中，根据两个或两个以上PVT组合及其对应的特征参数获取GPM中的超参数包 括：
[0046] 按照公式
|计算L的最大值对应的
超参数。
[0047] 其中：
[0048]其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，Cn为协方差矩阵，| Cn |为Cn的行列式，tN为 包含用于获取超参数的所有PVT组合对应的特征参数的向量，A为常数，P(D)为证据因子，为 0到1之间的常数，Cu为C N的第i行第j列元素。
[0049] 其中，i为1到n之间的整数，j为1到n之间的整数，为第i个PVT组合对应的向量 的第kl个元素，为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素为第i个超参数。
[0050] 其中，具体如何计算L的最大值对应的超参数可以采用本领域技术人员的熟知技 术(如共辄梯度法或牛顿法)实现，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。
[0051] 本步骤中，可以从library文件中获取电路的所有PVT组合，具体实现可以采用本 领域技术人员的公知技术实现，并不用于限定本发明的保护范围，这里不再赘述。
[0052]其中，1 ibrary文件可以由厂家提供。
[0053] 本步骤中，例如，PVT组合中的工艺角可以取典型的N型金属氧化物半导体(匪0S， N-Mental-〇x ide-Semiconduc tor)典型的P型金属氧化物半导体（PMOS，P_Mental-Oxide-Semiconductor)(TT，NMOS Typical，PM0S Typical)、或低速NM0S高速PM0S(SF，NM0S Slow， PMOS Fast)、或高速NM0S低速PM0S(FS，NM0S Fast，PM0S Slow)、或低速MTOS低速PM0S(SS， NM0S Slow，PM0S Slow)、或高速 NM0S 高速 PM0S(FF，NM0S Fast，PM0S Fast)等；电压可以取 工作电压以及工作电压的上下浮动10%，即0.9V，V，1.1V;其中，V为工作电压;温度可以取-40 摄氏度（°C)，25°C，125°C。
[0054]上述工艺角的每一个类型可以采用预先设置的数值来表示，不同的类型采用不同 的数值表示。
[0055]步骤101、根据获得的超参数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特征参数。包 括：
[0056] 按照公式// = & - A2'' 1计算每一个PVT组合对应的特征参数。
[0057] 其中，k2 = [C(X1，XN+1)，C(X2，XN+1)，…，C(XN，XN+1) ]，h = C(XN+l，XN+l) 〇
[0058] 步骤102、通过比较所有PVT组合的特征参数得到最坏情况的PVT组合。
[0059] 本步骤中，当特征参数为功耗时，确定出功耗最高对应的P V T组合为最坏情况的 PVT组合；当特征参数为工作频率时，确定出频率最低对应的PVT组合为最坏情况的PVT组 合。
[0060] 上述方法中，当步骤100中采用电路仿真器仿真得到的特征参数为功耗时，步骤 101中计算得到的特征参数也为功耗；当步骤100中采用电路仿真器仿真得到的特征参数为 频率时，步骤101中计算得到的特征参数也为频率。
[0061 ]通过本发明实施例的方案，通过GPM来实现电路的仿真，由于GPM仿真速度较快且 精度较高，实现了在保证仿真精度的同时缩短了仿真时间。
[0062] 参见图2,本发明实施例还提出了一种实现电路仿真的装置，包括：
[0063] 第一获取模块，用于根据电路的所有工艺电压温度PVT组合中的两个或两个以上 PVT组合，获取高斯过程模型GPM中的超参数；
[0064] 第二获取模块，用于根据获得的超参数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特 征参数；
[0065]处理模块，用于通过比较所有PVT组合的特征参数得到最坏情况的PVT组合。
[0066]本发明实施例的装置中，第一获取模块具体用于：
[0067]根据两个或两个以上PVT组合及其对应的特征参数获取GPM中的超参数。
[0068] 本发明实施例的装置中，第一获取模块具体用于：
[0069] 按照公式
计算L的最大值对应的 超参数；
[0070] 其中
[0071] 其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，Cn为协方差矩阵，|Cn|为Cn的行列式，tN为 包含用于获取超参数的所有PVT组合对应的特征参数的向量，A为常数，P (D)为证据因子，Cij 为Cn的第i行第j列元素，i为1到n之间的整数，j为1到n之间的整数，为第i个PVT组合对 应的向量的第kl个元素，.xf'11为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，h为第i个超参数。
[0072] 本发明实施例的装置中，第二获取模块具体用于：
[0073] 按照公式// = & - 1计算每一个PVT组合对应的特征参数；
[0074] 其中，k2 = [C(X1，XN+1)，C(X2，XN+1)，…，C(XN，XN+1) ]，h = C(XN+l，XN+l)，
[0075] 其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，Cn为协方差矩阵，(^为Cn的第i行第j列元 素，i为1到n之间的整数，j为1到n之间的整数，;为第i个PVT组合对应的向量的第kl个元 素，1为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，h为第i个超参数。
[0076]需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并 不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对 本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种实现电路仿真的方法，其特征在于，包括： 根据电路的所有工艺电压溫度PVT组合中的两个或两个W上PVT组合，获取高斯过程模 型GPM中的超参数； 根据获得的超参数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特征参数； 通过比较所有PVT组合的特征参数得到最坏情况的PVT组合。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电路的所有PVT组合中的两个或 两个W上PVT组合，获取GPM中的超参数包括： 根据所述两个或两个W上PVT组合及其对应的特征参数获取GPM中的超参数。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据两个或两个W上PVT组合及其对 应的特征参掛巧巧GPM中的協参掛甸巧！ 按照 开算L的最大值对应的超参 数； 其中 其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，Cn为协方差矩阵，I Cn I为Cn的行列式，tN为包含 用于获取超参数的所有PVT组合对应的特征参数的向量，A为常数，P化)为证据因子，Cu为Cn 的第i行第j列元素，i为巧Ijn之间的整数，j为巧Ijn之间的整数，xfW为第i个PVT组合对应的 向量的第kl个元素，为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，、为第i个超参数。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获得的超参数采用GPM获取电路 的所有PVT组合对应的特征参数包括： 按照公5^^算每一个PVT组合对应的特征参数； 其中，k2 = [C(X1,XN + 1) ,C(X2,XN + 1),…，C(XN,XN + 1)]，h = C(XN + l,XN + l)，其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，Cn为协方差矩阵，Cij为Cn的第i行第j列元素 ，i 为巧Ijn之间的整数，j为巧Ijn之间的整数，为第i个PVT组合对应的向量的第kl个元素， A-I/"为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，、为第i个超参数。5. -种实现电路仿真的装置，其特征在于，包括： 第一获取模块，用于根据电路的所有工艺电压溫度PVT组合中的两个或两个W上PVT组 合，获取高斯过程模型GPM中的超参数； 第二获取模块，用于根据获得的超参数采用GPM获取电路的所有PVT组合对应的特征参 数； 处理模块，用于通过比较所有PVT组合的特征参数得到最坏情况的PVT组合。6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于： 根据所述两个或两个W上PVT组合及其对应的特征参数获取GPM中的超参数。7. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于： 按照公计算L的最大值对应的超参 数； 其中，其中，N为用于获取超参数的PVT组合数，Cn为协方差矩阵，I Cn I为Cn的行列式，tN为包含 用于获取超参数的所有PVT组合对应的特征参数的向量，A为常数，P化)为证据因子，Cu为Cn 的第i行第j列元素，功巧Un之间的整数，j为巧Un之间的整数，xP为第i个PVT组合对应的 向量的第kl个元素，.Yfi为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，、为第i个超参数。8. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块具体用于： 按照公式计算每一个PVT组合对应的特征参数； 其中，k2=[C(Xl,XN+l) ,C(X2,XN+1) ,C(XN,XN+1)]，h = C(XN+l,XN+l)，具甲，N刃用于妖化趙寥数的pv'r姐甘数，(Jn刃切、万差矩阵，Cリ为CN的第i行第j列元素 ，i 为巧Ijn之间的整数，j为巧Ijn之间的整数，皆为第i个PVT组合对应的向量的第kl个元素， 为第j个PVT组合对应的向量的第kl个元素，、为第i个超参数。
【文档编号】G06F17/50GK105912769SQ201610217650
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】殷树娟
【申请人】北京信息科技大学