[发明专利]超导集成电路的功耗分析方法和装置、存储介质和终端

说明书

本发明公开了一种超导集成电路的功耗分析方法和装置、存储介质和终端，其中方法包括：获取原理图数据和版图数据，基于原理图数据对待分析电路中的耗能器件进行仿真获取耗能器件的功耗数据，并获取所有耗能器件与对应时间功耗的映射关系；基于版图数据对版图进行重建获取重建版图，基于所属单元门的源点坐标和旋转方向分别获取所有耗能器件的绝对坐标；将所有耗能器件与对应时间功耗的映射关系和所有所述耗能器件的绝对坐标进行匹配，获取待分析电路的功耗等高线数据，并对功耗等高线数据进行渲染获取所述待分析电路的功耗分析结果。即本发明方法可用于辅助超导集成原理图、版图设计，优化超导集成电路的功耗设计，提高超导集成电路设计的可靠性。

技术领域

本发明涉及超导集成电路布局技术领域，尤其涉及一种超导集成电路的功耗分析方法和装置、存储介质和终端。

背景技术

超导集成电路是指基于约瑟夫森结和超导材料，包括单磁通量子(Single-Flux-Quantum， SFQ)节能RSFQ逻辑(Energy-Efficient RSFQ，ERSFQ)、互易量子逻辑(Reciprocal Quantum Logic，RQL)、绝热量子磁通参量管(Adiabatic-Quantum-Flux-Parametron，AQFP)逻辑电路等应用的集成电路。

以SFQ电路为例，SFQ电路是一种比较特殊的超导集成电路，其主要是由约瑟夫森结组成的，通过磁通量子的有无来表示数字逻辑“0”和“1”的。跟传统半导体CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)电路比起来，磁通量子的微小和量化性质显著减少了串扰和功耗的影响，而磁通量子进出环路时在结中产生的窄电压脉冲也使其获得极高的频率。这种兼具超高工作速度和极低功耗的优点，使得该电路在超宽带宽模数/数模转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)、超导计算机等应用上有显著的前景。

在SFQ逻辑中，偏置电流源由电压源和电阻构成，通过调节电阻的值来设计不同大小的偏置电流源。SFQ芯片运行时，温度对约瑟夫森结的影响较为显著，使逻辑门的时序参数发生变化，因此理想情况下应保持约瑟夫森结周围的温度不变，使设计可靠性更高。但实际情况中，由于偏置电流源和约瑟夫森结中存在电阻，会分别产生静态热功耗和动态热功耗，当功耗过大时会影响约瑟夫森结周围的温度，进而影响到约瑟夫森结的超导电性。因此，若能在超导集成电路设计电路版图的过程中同时进行功耗的空间分布计算，则可以规避不合理的耗能器件设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是超大集成电路中的偏置电流源和约瑟夫森结中存在电阻，会分别产生静态热功耗和动态热功耗，当功耗过大时会影响约瑟夫森结周围的温度，进而影响到约瑟夫森结的超导电性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种超导集成电路的功耗分析方法，包括：

获取待分析电路的原理图数据和版图数据，通过所述原理图数据获取所述待分析电路的电路网表和测试激励；

基于所述电路网表和测试激励对所述待分析电路中的耗能器件进行仿真，获取所有所述耗能器件的功耗数据，并对所有所述耗能器件的功耗数据进行处理获取所有所述耗能器件与对应时间功耗的映射关系；

基于所述版图数据对版图进行重建获取重建版图，基于重建版图分别获取所有耗能器件相对于所属单元门源点的相对坐标，并基于所属单元门的源点坐标和旋转方向分别获取所有所述耗能器件的绝对坐标；

将所有所述耗能器件与对应时间功耗的映射关系和所有所述耗能器件的绝对坐标进行匹配，获取所有所述耗能器件的绝对坐标与时间功耗的匹配关系数据；

基于所有所述耗能器件的绝对坐标与时间功耗的匹配关系数据获取所述待分析电路的功耗等高线数据，并对所述功耗等高线数据进行渲染获取所述待分析电路的功耗分析结果。

优选地，通过SPICE仿真器对所述待分析电路中的耗能器件进行仿真。