[发明专利]一种3D集成电路中power/groundTSV位置自动布局方法

摘要

本发明涉及一种3D集成电路中power/groundTSV位置自动布局方法，输入单元用于建立3D集成电路直角坐标系，初步确定TSV所在坐标；直线布局单元用于将信号TSV平移到最近的直线；屏蔽单元用于插入groundTSV，减小信号TSV间噪声；网格分布单元用于在TSV版图中建立一副网格；供电布局单元用于插入powerTSV，为芯片供电；对于给定的初步布局的TSV版图，两两TSV之间可能会产生容性噪声；通过本发明的插入powerTSV和groundTSV的方法可以有效地减少TSV间的电场强度，达到屏蔽的目的，从而减小了TSV间由电容耦合而产生的容性噪声，同时也给芯片持续供电。

主权项

一种3D集成电路中power/groundTSV位置自动布局方法，其特征在于：该3D集成电路芯片包括信号TSV（1）、powerTSV（2）、groundTSV（3）、顶层芯片（6）、底层芯片（7）、标准单元（8）、金属互联线（9）和衬底（10）；一共分为五个单元，分别为输入单元、直线布局单元、屏蔽单元、网格分布单元、供电布局单元；该3D集成电路是一种三维立体式芯片结构，3D集成电路的每一层都是2D芯片，并由TSV在竖直方向连接起来；顶层芯片（6）和低层芯片（7）两部分构成芯片的大体结构；芯片中的标准单元（8）是集成电路中实现信号互联的基本组成部分，并金属互联线（9）完成对标准单元（8）的互联；芯片中的顶层芯片（6）和底层芯片（7）相连接需要通过信号TSV（1）；powerTSV（2）为芯片供电，而groundTSV（3）能够减小信号TSV（1）间的容性噪声；通过powerTSV（2）和groundTSV（3）的自动布局完成对电路性能的优化，芯片中的这三种TSV都是穿过相邻两层芯片的硅通孔；输入单元包括信号TSV（1）和直角坐标系（5），其功能用于初步确定信号TSV所在坐标；第一步建立3D集成电路版图直角坐标系A，初步确定各个信号TSV（1）所在位置；在经过初步定位的信号TSV（1）版图中建立直角坐标系A，坐标系A沿版图的边缘建立，其横轴沿版图的水平方向建立，纵轴沿版图的垂直方向建立；直线布局单元包括信号TSV1直角坐标系（5）和横直线（11），其功能用于规整版图中的信号TSV（1），初步对版图进行布局；第二步建立横向直线系B，将信号TSV（1）移动到最近的直线；在坐 标系A中，以噪声极限距离（4）为间距，建立垂直于纵轴的平行线系B，随后利用直角坐标系中点到直线的距离公式计算出各个信号TSV（1）距离上下两线的距离；将各个信号TSV（1）投影到距离最近的线上，并将该信号TSV（1）移动到投影点上，若出现某一信号TSV（1）已经存在于直线上的情况，则不需要进行移动处理最终得到直线布局后的版图；屏蔽单元包括信号TSV（1）、groundTSV（3）、噪声极限距离（4）和直角坐标系（5），其功能用于减小信号TSV（1）之间的容性噪声；第三步在3D集成电路版图中插入groundTSV（3）；依次以版图中的每一个信号TSV（1）做为圆心，以TSV的噪声极限距离为半径做圆，若在圆上有信号TSV（1），此为可能出现容性噪声的情况，则在圆上的信号TSV（1）和圆心信号TSV（1）的连线中点插入一个groundTSV（3）；圆外的信号TSV（1）造成噪声的影响可以忽略；网格布局单元包括直角坐标系（5）、格点（12）和格线（13），其功能用于产生插入powerTSV（2）的位置；第四步在版图中的坐标系（5）中生成网格C；网格C竖直方向的网格线（13）是垂直于坐标横轴的平行线系D，其间距等于噪声极限距离（4）；网格C水平方向的网格线（13）是垂直于坐标纵轴的平行线系E，其位于直线布局后的每两排信号TSV（1）正中间的中点位置且间距等于噪声极限距离（4）；供电布局单元包括信号TSV（1）、powerTSV（2）、groundTSV（3）、直角坐标系（5）、格点（12）和格线（13），其功能用于为 芯片供电；第五步在网格C的格点（12）中插入powerTSV（2），为芯片供电；在已经布局好的网格中每隔两个格点（12）插入一个powerTSV（2）；若该格点（12）恰好已经存在信号TSV（1），则将该格点（12）的周围格点（12）顺时针进行编号，将未布局的powerTSV（2）放置到周围的空闲格点（12）上，最后完成对powerTSV（2）的布局。