[发明专利]驱动矩阵及其生成方法、门电路信息的表示方法、图

说明书

本发明公开了一种驱动矩阵及其生成方法、门电路信息的表示方法、图。其中用于表示门电路信息的驱动矩阵，所述驱动矩阵的行和列所代表的含义分别从以下两者任选一种：门，所述门所对应的同一类型的连接端口；当某一个连接端口与一个门相连接时，所述驱动矩阵中该门与该连接端口所指向的矩阵元素的取值为该门与该连接端口相连接的端口的信息的集合。本发明可以将门电路的相关信息有效的进行表示，并进行相应的运算。

技术领域

本发明涉及门电路仿真技术领域，尤其涉及一种用来表示门电路信息的驱动矩阵，以及该驱动矩阵的生成方法，以及门电路信息的表示方法和对应的有向驱动图。

背景技术

在对门级数字集成电路（简称为门电路）进行处理和运算（例如，进行分割、分组）的时候，需要用适当的数学形式来表征数字集成电路的门级网表。门级网表中包含门电路的实例化和基于端口映射的连接关系，根据门级网表可以画出一张门电路的连接图。

在基于主流工艺的标准单元库中，根据静态互补CMOS电路（互补型金属氧化物半导体电路）的工作原理，绝大多数的组合逻辑单元都是多入一出（MISO，Multiple InputsSingle Output）形式，反相器和驱动器是一入一出（SISO，Single Input Single Output），差分互补输出逻辑为多入两出（MIDO，Multiple Inputs Double Outputs），时序逻辑为多入一出或者多入两出形式。若把门电路抽象为一个顶点，把门电路的输入、输出理解为方向，把门电路输入与输出之间的连线理解为顶点之间的连接，则可以把门电路及其连接关系用有向图表示，示例电路的表示可以如图1中的表格所示，或者如图2中所示。

图论中一般用邻接矩阵（Adjacency Matrix）或者关联矩阵（Incidence Matrix）来表示一个有向图中的顶点与顶点之间边的连接关系。设图，是顶点集，是有向边集。用表示顶点与顶点之间的有向边数，所得矩阵是图G的邻接矩阵。用表示顶点与有向边之间关联的次数，所得矩阵是图G的关联矩阵。图1电路以及有向图的邻接矩阵如图3所示。

有向图无法区分某些不同的电路连接关系。如一个门有多个输出，且这些输出都连接到另一个门的不同输入；以及一个门只有一个输出，且此输出连接到另一个门的不同输入。对于这两种情况，有向图会把它们抽象为同一种连接关系，如图4所示，以全加器（FA）和半加器（HA）两种不同的连接为例，那么这将导致不同的电路根据相同的有向图连接会得到相同的邻接矩阵。

在把门级网表抽象为有向图的过程中还丢失了一些信息，如门的类型、门的输入端口与驱动端的连接关系、门的输出端口与负载输入端的连接关系等。门的类型直接决定了门的逻辑功能和延时大小；不同输入端口的负载电容不同，连接在此端口上的驱动门的延时和功耗也不同；不同输出端口的驱动能力不同，此端口的延时与功耗也不同。对于组合逻辑门，不同的输入模式带来的延时不同；对于时序逻辑门，数据输入（D）端与时钟输入（CK）端的时序分析方式不同。

在图论中，这些信息属于无效信息，因为有向图与邻接矩阵仅关心顶点之间的连接关系。而数字集成电路的分析与处理除了关注连接关系，还要关注门的功能，计算延时、功耗、尺寸等信息，在对表征门级网表的矩阵进行计算的过程中，需要这些除了连接关系之外的信息。对矩阵计算完成后，根据矩阵的计算结果重新输出处理（如分割、分组等）后的电路网表时，也需要门的类型、输入输出端口名称、连接关系等信息。所以，需要对有向图和邻接矩阵进行修改，以便能有效表述上述额外信息。

因此，如何提供一种能够表述更多电路网表的信息的矩阵是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中邻接矩阵表示的门电路信息量较少的技术问题，本发明提出一种驱动矩阵及其生成方法、门电路信息的表示方法、图。