[发明专利]集成电路热模拟装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热模拟装置及方法，特别涉及一种集成电路热模拟装置 及方法。

背景技术

在集成电路(integratedcircuit，IC)的设计中，由于高功率密度容易导致 严重的热效应问题，若在集成电路的设计中没有考虑温度效应，则芯片的可 靠度可能会大幅降低，不仅使得芯片的功率消耗增加，系统效能也会跟着降 低。因此，若能在早期集成电路的设计中即通过热模拟器进行热分析，以考 虑温度效应对芯片的影响，即可大幅提高芯片的可靠性，进而降低功率消耗 以及提升系统效能。

在公知技术中，热模拟器大都使用以下两种分析模式对集成电路进行热 分析，一种称为功能区块(functionblock)模式热分析，功能区块模式热分析 是针对集成电路内的功能区块进行热分析，如图1A所示，集成电路的布局 C1被区分为5个功能区块C11～C15，每个功能区块可对应一个功能模块， 并以功能区块为单位对集成电路进行热分析，以得到每个区块的发热点(每 个区块都有一个发热点，此发热点假设为区块的中心点)。由于功能区块热分 析是以功能区块为单位进行分析，因此，所得到的芯片热分析精度及准确性 并不佳。

另一种称为结构性网格(structuredmesh)模式热分析，如图1B所示， 其将集成电路的布局C1区分成有规则的网格C16(每个网格C16例如可对应 一个元件，例如逻辑门)，并以网格为单位对集成电路进行热分析，以得到每 个网格C16的发热点(每个网格的中心点假设为该网格的发热点)。虽然规则 网格热分析可得到相当高的温度分析精度及准确性，但是，由于规则网格分 析模式是采用矩阵运算方式求得每个网格的温度，因此当网格的数目增加时， 所需运算矩阵的大小也成平方倍数的增加，相对会大幅增加分析及运算的时 间。

因此，如何提供一种集成电路热模拟装置及热模拟方法，可减化公知技 术热分析计算的复杂度，并可具有较佳的热分析精度及准确性，已成为重要 课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种可减化公知技术热分析计算 的复杂度，并可具有较佳的热分析精度及准确性，不仅可大幅缩短热分析的 时间，也可降低集成电路的开发时间及成本的集成电路热模拟装置及热模拟 方法。

为达上述目的，依据本发明的一种集成电路热模拟装置对集成电路的布 局进行热分析，热模拟装置包括热分析单元以及网格数量分析单元。热分析 单元对集成电路的多个功能区块进行热分析，以得到各所述功能区块的中心 点温度及边界温度。网格数量分析单元决定各所述功能区块内的网格数量， 且热分析单元更依据各所述功能区块的边界温度计算各所述功能区块内的每 一个网格的边界温度，进而得到各所述功能区块内的每一个网格的中心点温 度。

为达上述目的，依据本发明的一种集成电路热模拟方法与集成电路热模 拟装置配合，以对集成电路进行热分析，热模拟装置包括热分析单元及网格 数量分析单元，热模拟方法包括以下步骤：由热分析单元对集成电路的多个 功能区块进行热分析，以计算各所述功能区块的中心点温度；由热分析单元 依据各所述功能区块的中心点温度计算各所述功能区块的边界温度；由网格 数量分析单元决定各所述功能区块内的网格数量，由热分析单元依据各所述 功能区块的边界温度计算各所述功能区块内的每一个网格的边界温度；以及 由热分析单元依据各所述功能区块内的每一个网格的边界温度计算各所述功 能区块内的每一个网格的中心点温度。

在一个实施例中，这些功能区块分别对应于集成电路的多个电路模组。

在一个实施例中，热分析单元使用功能区块模式的热模型对这些功能区 块进行热分析，以计算各所述功能区块的中心点温度，进而得到各所述功能 区块的边界温度。

在一个实施例中，各所述功能区块的中心点温度依据热模型的热导、各 功能区块的功率消耗及环境功率消耗而得到。

在一个实施例中，各所述功能区块的边界温度包含各所述功能区块与环 境接触的表面温度、各所述功能区块与相邻功能区块接触的表面温度、各所 述功能区块与环境接触的角落温度及各所述功能区块与相邻功能区块接触的 角落温度。

在一个实施例中，网格数量分析单元依据各所述功能区块的边界温度及 使用者设定的温度分辨率来决定各所述功能区块的网格数量。

在一个实施例中，热分析单元通过内插法得到各所述功能区块内的每一 个网格的边界温度。