一种亚阈值电路设计的优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种亚阈值电路设计的优化方法及装置，预先设置有不同阈值电压下的逻辑单元的查询数据，查询数据包括器件参数‑延时数据，在对待优化亚阈值电路进行延时分析之后，对于出现的延时不匹配的待优化路径，通过对路径内逻辑单元的器件参数的调整，进行延时优化，优化时通过预先设置的查询数据来确定调整的器件参数，同时，待优化延时电路中各逻辑单元采用不同阈值电压下器件参数进行变化，最终，以最小功耗时待优化延时电路中各逻辑单元对应的单元器件参数作为优化结果。这样，在延时优化的同时降低功耗。

An Optimal Method and Device for Subthreshold Circuit Design

【技术实现步骤摘要】
一种亚阈值电路设计的优化方法及装置
本专利技术涉及集成电路自动化设计领域，特别涉及一种亚阈值电路设计的优化方法及装置。
技术介绍
亚阈值电路是指工作电压低于晶体管器件阈值电压的电路，由于电路工作在亚阈值区域，可以大幅降低电路的动态功耗和静态功耗。在亚阈值数字电路(下文简称亚阈值电路)的设计过程中，延时优化是其中的一个重点和难点。目前，在亚阈值电路的延时优化时，主要是采用根据延时信号大小调整栅宽/栅长比的方法，对延时信号较大而需要减小延时的路径上的器件增大栅宽/栅长比例，而对延时信号较小而需要增加延时的路径上的器件减小栅宽/栅长比例，然而，增大栅宽/栅长比例降低延时的同时，却会增加器件单元的面积以及功耗。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种亚阈值电路设计的优化方法及装置，在延时优化的同时降低功耗。为实现上述目的，本专利技术有如下技术方案：一种亚阈值电路设计的优化方法，预先获得不同阈值电压下逻辑单元的查询数据，所述查询数据包括器件参数-延时数据，所述器件参数-延时数据为变化的器件参数与相应的延时的映射数据，所述逻辑单元包括一个或多个电路单元；所述优化方法包括：对待优化亚阈值电路进行延时分析，以获得延时不匹配的待优化路径，所述待优化亚阈值电路由逻辑单元组成；通过对所述待优化路径内逻辑单元的器件参数的调整，进行所述待优化路径的延时优化，调整的器件参数根据所述查询数据确定，且所述待优化路径中各逻辑单元采用不同阈值电压下器件参数进行变化，以最小功耗时所述待优化路径中各逻辑单元对应的阈值电压及器件参数作为优化结果。可选地，所述逻辑单元包括多个电路单元，所述查询参数包括由器件参数-延时数据获得的逻辑单元的相对系数集合，所述相对系数数据为一器件参数下，逻辑单元内各电路单元相对于一参考电路单元的延时的系数；则，所述进行所述待优化路径的延时优化，包括：获得所述待优化延时路径中各逻辑单元的目标延时系数，所述目标延时系数为在目标延时下，各电路单元相对于所述参考电路单元的延时的系数；根据所述目标延时系数，从所述相对系数集合中选择一相对系数对应的器件参数作为延时优化的初始器件参数，并进行所述待优化路径的延时优化。可选地，根据所述查询数据确定调整的器件参数，包括：通过所述器件参数-延时数据，为待优化路径中各逻辑单元确定满足目标延时条件的功耗最小时对应的器件参数，将各逻辑单元具有功耗最小时对应的器件参数以及阈值电压作为该待优化路径的优化结果。可选地，所述查询数据还包括最大器件参数-延时数据、最小器件参数-延时数据以及平均器件参数-延时数据，则，为待优化路径中各逻辑单元确定满足目标延时条件的功耗最小时对应的器件参数，包括：根据所述查询数据，获得待优化路径中各逻辑单元的最大器件参数、最小器件参数以及平均器件参数；根据最大器件参数、最小器件参数以及平均器件参数，为各逻辑单元确定调整的器件参数。可选地，所述查询数据还包括不同阈值电压下器件参数-功耗数据，最小功耗时所述待优化路径中各逻辑单元对应的器件参数及阈值电压的确定方法包括：获得满足目标延时、待优化路径中各逻辑单元在不同器件阈值电压下不同器件参数对应的功耗；获得不同器件阈值电压及器件参数下组合后的待优化路径的总功耗，以总功耗最小时的各逻辑单元对应的器件参数及阈值电压作为优化结果。可选地，所述器件参数-延时数据包括栅长-延时数据和/或栅宽-延时数据，则，所述调整的器件参数包括栅长和/或栅宽；所述器件参数-延时数据包括栅长及栅宽-延时数据，则，所述调整的器件参数包括栅长和栅宽。一种亚阈值电路设计的优化装置，包括：不同阈值电压下逻辑单元的查询数据，所述查询数据包括器件参数-延时数据，所述器件参数-延时数据为变化的器件参数与相应的延时的映射数据，所述逻辑单元包括一个或多个电路单元；延时分析单元，用于对待优化亚阈值电路进行延时分析，以获得延时不匹配的待优化路径，所述待优化亚阈值电路由逻辑单元组成；优化单元，用于通过对所述待优化路径内逻辑单元的器件参数的调整，进行所述待优化延时路径的延时优化，调整的器件参数根据所述查询数据确定，且所述待优化路径中各逻辑单元采用不同阈值电压下器件参数进行变化，以最小功耗时所述待优化路径中各逻辑单元对应的阈值电压及器件参数作为优化结果。可选地，所述逻辑单元包括多个电路单元，所述查询参数包括由器件参数-延时数据获得的逻辑单元的相对系数集合，所述相对系数数据为一器件参数下，逻辑单元内各电路单元相对于一参考电路单元的延时的系数；则，所述优化单元中，所述进行所述待优化路径的延时优化，包括：获得所述待优化路径中各逻辑单元的目标延时系数，所述目标延时系数为在目标延时下，各电路单元相对于所述参考电路单元的延时的系数；根据所述目标延时系数，从所述相对系数集合中选择一相对系数对应的器件参数作为延时优化的初始器件参数，并进行所述待优化路径的延时优化。可选地，所述优化单元中，根据所述查询数据确定调整的器件参数，包括：通过所述器件参数-延时数据，为待优化路径中各逻辑单元确定满足目标延时条件的功耗最小时对应的器件参数，将各逻辑单元具有功耗最小时对应的器件参数以及阈值电压作为该待优化路径的优化结果。可选地，所述查询数据还包括不同阈值电压下器件参数-功耗数据，在所述优化单元中，最小功耗时所述待优化路径中各逻辑单元对应的器件参数及阈值电压的确定方法包括：获得满足目标延时、待优化路径中各逻辑单元在不同器件阈值电压下不同器件参数对应的功耗；获得不同器件阈值电压及器件参数下组合后的待优化路径的总功耗，以总功耗最小时的各逻辑单元对应的器件参数及阈值电压作为优化结果。本专利技术实施例提供的亚阈值电路设计的优化方法及装置，预先设置有不同阈值电压下的逻辑单元的查询数据，查询数据包括器件参数-延时数据，在对待优化亚阈值电路进行延时分析之后，对于出现的延时不匹配的待优化路径，通过对路径内逻辑单元的器件参数的调整，进行延时优化，优化时通过预先设置的查询数据来确定调整的器件参数，同时，待优化延时电路中各逻辑单元采用不同阈值电压下器件参数进行变化，最终，以最小功耗时待优化延时电路中各逻辑单元对应的单元器件参数作为优化结果。这样，使得延时满足时序要求，同时降低由于延时不匹配而导致的功耗浪费。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据本专利技术实施例的亚阈值电路设计的优化方法的流程示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的亚阈值电路设计的优化装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
中的描述，在亚阈值数字电路(下文简称亚阈值电路)的设计过程中，延时优化是其中的一个重点和难点。为此，本申请提供了一种亚阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亚阈值电路设计的优化方法，其特征在于，预先获得不同阈值电压下逻辑单元的查询数据，所述查询数据包括器件参数‑延时数据，所述器件参数‑延时数据为变化的器件参数与相应的延时的映射数据，所述逻辑单元包括一个或多个电路单元；所述优化方法包括：对待优化亚阈值电路进行延时分析，以获得延时不匹配的待优化路径，所述待优化亚阈值电路由逻辑单元组成；通过对所述待优化路径内逻辑单元的器件参数的调整，进行所述待优化路径的延时优化，调整的器件参数根据所述查询数据确定，且所述待优化路径中各逻辑单元采用不同阈值电压下器件参数进行变化，以最小功耗时所述待优化路径中各逻辑单元对应的阈值电压及器件参数作为优化结果。

【技术特征摘要】
1.一种亚阈值电路设计的优化方法，其特征在于，预先获得不同阈值电压下逻辑单元的查询数据，所述查询数据包括器件参数-延时数据，所述器件参数-延时数据为变化的器件参数与相应的延时的映射数据，所述逻辑单元包括一个或多个电路单元；所述优化方法包括：对待优化亚阈值电路进行延时分析，以获得延时不匹配的待优化路径，所述待优化亚阈值电路由逻辑单元组成；通过对所述待优化路径内逻辑单元的器件参数的调整，进行所述待优化路径的延时优化，调整的器件参数根据所述查询数据确定，且所述待优化路径中各逻辑单元采用不同阈值电压下器件参数进行变化，以最小功耗时所述待优化路径中各逻辑单元对应的阈值电压及器件参数作为优化结果。2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述逻辑单元包括多个电路单元，所述查询参数包括由器件参数-延时数据获得的逻辑单元的相对系数集合，所述相对系数数据为一器件参数下，逻辑单元内各电路单元相对于一参考电路单元的延时的系数；则，所述进行所述待优化路径的延时优化，包括：获得所述待优化延时路径中各逻辑单元的目标延时系数，所述目标延时系数为在目标延时下，各电路单元相对于所述参考电路单元的延时的系数；根据所述目标延时系数，从所述相对系数集合中选择一相对系数对应的器件参数作为延时优化的初始器件参数，并进行所述待优化路径的延时优化。3.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，根据所述查询数据确定调整的器件参数，包括：通过所述器件参数-延时数据，为待优化路径中各逻辑单元确定满足目标延时条件的功耗最小时对应的器件参数，将各逻辑单元具有功耗最小时对应的器件参数以及阈值电压作为该待优化路径的优化结果。4.根据权利要求3所述的优化方法，其特征在于，所述查询数据还包括最大器件参数-延时数据、最小器件参数-延时数据以及平均器件参数-延时数据，则，为待优化路径中各逻辑单元确定满足目标延时条件的功耗最小时对应的器件参数，包括：根据所述查询数据，获得待优化路径中各逻辑单元的最大器件参数、最小器件参数以及平均器件参数；根据最大器件参数、最小器件参数以及平均器件参数，为各逻辑单元确定调整的器件参数。5.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述查询数据还包括不同阈值电压下器件参数-功耗数据，最小功耗时所述待优化路径中各逻辑单元对应的器件参数及阈值电压的确定方法包括：获得满足目标延时、待优化路径中各逻辑单元在不同器件阈值电压下不同器件参数对应的功耗；获得不同器件阈值电压及器件参数下组合后的待优化路径的总功耗，以总功耗最小时的各逻辑单...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉平，陈岚，张学连，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11