[发明专利]解析计算耦合互连功耗的方法

摘要

本发明公开了一种解析计算耦合互连功耗的方法，该方法可用于在集成电路设计工程前期，计算得出耦合互连功耗。该方法的具体步骤包括：(1)记录工艺节点；(2)储存互连信息；(3)求元件值；(4)判断输入电压类型：简单输入电压执行步骤(5)，复杂输入电压执行步骤(7)；(5)简单类型电压输入；(6)求简单输入功耗；(7)复杂类型电压输入；(8)求复杂输入功耗。本发明的方法包含互连的耦合效应，功耗计算结果更加精确；本发明使用集成电路设计前期的工艺节点数据计算互连功耗，提高了集成电路的设计效率。

主权项

一种解析计算耦合互连功耗的方法，包括如下步骤：(1)记录工艺节点：读集成电路设计前期的顶层规划文件，记录文件中的工艺节点；(2)储存互连信息：将工艺节点代入ITRS数据表格，读工艺节点对应的互连线参数和两个斜坡输入电压参数，将这些数值存入Matlab软件的互连参数变量中；(3)求元件值：将互连线参数代入PTM的计算公式，利用Matlab软件的数值计算功能，计算得到耦合互连线电路的元件参数值；(4)判断输入电压类型4a)将输入电压设定为简单输入电压和复杂输入电压两种类型；4b)存储输入电压数据；读取步骤(2)中储存的斜坡输入电压参数，将读取的参数存入两个1行6列矩阵A1、A2中；4c)产生测试矩阵；利用Matlab软件的矩阵产生函数产生一个1行6列的矩阵A3，矩阵中奇数位的数据为1，偶数位的数据为0；4d)矩阵相乘；利用Matlab软件的数值计算功能，将矩阵A3分别与矩阵A1、A2相乘，得到两个1行6列矩阵A4、A5；4e)提取非零项；利用Matlab软件的矩阵处理函数运算功能，按从左至右的顺序分别提取A4、A5中的非零项，得到两个1行3列矩阵A6、A7；4f)循环判断；利用Matlab软件的矩阵比较函数运算功能，循环判断矩阵A6、A7中的每一列数据是否相等，若完全相等，则为复杂输入电压，执行步骤(7)，否则，则为简单输入电压，执行步骤(5)；(5)将简单类型输入电压接入耦合互连电路的输入端；(6)求简单输入功耗6a)通过解耦和计算，得到耦合接地电容Cc1、Cc2；经过解耦合计算，去掉耦合互连电路中的耦合电容Cc，增加两个耦合接地电容Cc1、Cc2，Cc1与C1并联，Cc2与C2并联，C1、C2是耦合电路中的接地电容；6b)利用Matlab软件的时域分析功能，求互连电阻R1、R2中的电流值Ir1、Ir2的时域表达式；6c)按照下列公式计算耦合互连功耗E： E = ∫ 0 ∞ ( I r 1 2 R 1 + I r 2 2 R 2 ) dt 其中，E是耦合互连功耗，是Ir1是互连输入电流，R1是互连电阻，Ir2是互连输入电流，R2是互连电阻；(7)将复杂类型输入电压接入耦合互连电路的输入端；(8)求复杂输入功耗8a)直接将斜坡输入电压接入耦合电容Cc两端，利用Matlab软件的数值计算功能，计算得到耦合电容Cc上的电流值ICc；8b)去掉耦合互连电路中的耦合电容Cc，利用Matlab软件的时域分析功能，计算得到互连电阻R1、R2中电流Ir3、Ir4的时域表达式；8c)利用Matlab软件的矩阵处理功能，将步骤4e)中两个1行3列矩阵A6、A7内的6个值按从小到大顺序排列，按顺序分别赋给T1、T2、T3、T4、T5、T6；8d)利用Matlab数值计算功能，分别在0到T1、T1到T2、T2到T3、T3到T4、T4到T5、T5到T6区间内，用Ir3加上ICc，Ir4减去ICc，得到各区间内的近似耦合互连输入电流IR10、IR20、IR11、IR21、IR12、IR22、IR13、IR23、IR14、IR24、IR15、IR25；8e)按照下列公式计算耦合互连功耗E： E = ∫ 0 ∞ [ ( I R 10 2 + I R 11 2 + I R 12 2 + I R 13 2 + I R 14 2 + I R 15 2 ) R 1 + ( I R 20 2 + I R 21 2 + I R 22 2 + I R 13 2 + I R 14 2 + I R 15 2 ) R 2 ] dt 其中，E是耦合互连功耗，IR10、IR11、IR12、IR13、IR14、IR15是各区间内的近似耦合互连输入电流，R1是互连电阻，IR20、IR21、IR22、IR23、IR24、IR25是各区间内的近似耦合互连输入电流，R2是互连电阻。