[发明专利]一种甚大规模集成电路版图比较工具数据重用方法

说明书

技术领域

一种甚大规模集成电路版图比较工具数据重用方法属于半导体集成电路设计自动化领域，主要涉及后端版图处理，尤其对甚大规模后端版图的差异比较操作提供数据支持解决方案。

背景技术

集成电路版图差异比较是版图设计和制造过程中，频繁执行的一种操作，通常用于筛选两个近似版图在图形和文本方面的差异。

尤其在版图设计后期，投入生产之前，版图通常要经过多次局部修改，以满足设计规则检查和电路器件参数要求。而每次迭代修改，都要进行版图差异比较，复查确认修改内容。因此，版图比较工具的处理效率对集成电路设计周期具有重要影响。

版图在设计过程中，通常以层次架构表示，版图由多个单元(Cell)组成，单元之间存在调用关系。其优点是功能逻辑清晰，方便设计和修改，与只有一个顶层单元(Top Cell)的扁平化版图相比，大大节省存储空间。目前主流的版图文件格式GDSII和OASIS，也都支持按单元存储版图数据。然而，从用户实际需求来看，扁平化的版图更加贴近版图生产的实际效果，用户绝大多数情况都会指定扁平化比较，查看最终结果的差异程度。

随着半导体集成电路工业的发展，特别是纳米级IC设计的出现，版图数据规模迅速膨胀，单个层次版图描述文件的尺寸可达几百GB的规模。如此大规模的版图数据，配合特定数据压缩技术，才勉强可以完全读入内存。如果在此基础上执行扁平化操作，将所有其他单元的数据映射到顶层单元，将导致内存急剧增长，经常引发内外存交换，进而加剧时间消耗，导致版图比较操作最终不可解。

业界主流的版图比较工具，有些内置扁平化比较选项，有些没有内置，需要用户通过其他工具生成扁平化GDSII或OASIS文件，作为比较工具的输入。无论哪种方式，所面临的问题都是扁平化的版图所需的内存空间十分巨大，极易引发内外存交换，比较效率低下。如果能够以层次化版图的内存规模，实现扁平化的比较效果，将是版图比较工具的一大突破。

发明内容

本发明特别针对集成电路版图比较工具进行扁平化版图比较时，面临的内存空间十分巨大，极易引发内外存交换，比较效率低下的问题，提出一种全新高效的数据支持解决方案：集成电路版图数据重用方法。

本发明的实质是“层次版图扁平化过程中，一种紧凑形式的版图数据组织方法”，主要技术方案包括以下三个方面：

第一，数据重用的写入过程，即采用了数据重用方法的层次版图扁平化过程。目前业界主流的版图比较工具，大都采用完全数据复制的扁平化方法，按照版图单元调用关系的逆向拓扑顺序(由底层单元向顶层单元)，下层单元被上层单元调用过多少次，就会有多少个数据副本被复制到上层单元。如此，由底层单元执行到顶层单元，底层单元的数据可能被复制了成千上万次，内存急剧增长。而采用数据重用方法进行扁平化，同样按照逆向拓扑顺序，将单元调用关系转化为数据重用关系，作为附加信息(包括图形和文本的缩放、旋转和坐标偏移等)存储在版图数据上，而不是传统方法中的将单元数据复制多份。扁平化之后，除了额外存储的数据重用关系外，内存几乎没有增长。而且，扁平化后的结果形式上与传统方法相同，仅保留顶层单元，不再维护单元调用关系，保证工具的版图比较模块无须进行任何修改。

第二，数据重用的读取过程，即后续比较操作对扁平化版图的使用过程。采用数据重用方法表示的扁平化版图，与传统方法表示的扁平化版图，区别就在于版图数据上附加了数据重用关系，表示实际版图中的多个副本。那么，读取过程的核心技术是根据数据重用关系，将数据在读出时临时恢复出多个副本，并将每个副本的图形和文本根据数据重用关系上记录的缩放、旋转和坐标偏移信息进行修正。这样即可保证数据内容上与传统方法读出的版图数据完全相同，写一份、读多份，图形、文本等各种版图数据无任何损失，保证后续比较操作的正确性和最终结果的一致性。

第三，数据重用的存储形式，即数据重用关系的表示方式和存储粒度。采用数据重用方法表示的扁平化版图，需要额外存储数据重用关系。单层调用的数据重用关系用一个描述缩放、旋转和坐标偏移信息的矩阵表示，多层嵌套调用相当于矩阵相乘。那么，越是靠近底层的单元，将其映射到顶层单元后，数据重用关系越复杂。当版图层次结构比较复杂时，数据重用关系也会占据一定的内存空间。因此，数据重用关系不是附加在每个图形和每个文本上，而是加在某一粒度的数据集合上(例如某个单元的全部图形，而且可以是压缩状态的图形)，这样既能够完整表达重用关系信息，又能将数据重用关系所占内存比例降到最小，从而将扁平化版图的内存占用控制在与层次化版图相当的水平。