一种集成电路仿真波形比较方法技术

本发明专利技术是一种适用于集成电路仿真工具中的波形比较方法，所属的技术领域是集成电路计算机辅助设计领域，尤其是涉及集成电路数字仿真、模拟仿真和数模混合仿真领域。本发明专利技术对数模混合电路仿真波形的特点，把波形自动比较方法应用到数模混合电路的验证过程中，能精确比较电路的各轮仿真结果，提高了集成电路的验证效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种适用于集成电路仿真工具中的波形比较方法，所属的
是集 成电路计算机辅助设计领域，尤其是涉及集成电路数字仿真、模拟仿真和数模混合仿真领 域。
技术介绍
随着芯片集成度的不断提高和市场需求的增加，越来越多的系统芯片将模拟电路 和数字电路集成在单个芯片中。这给芯片的功能验证提出了更高的要求，并使验证成本迅 速提高，在验证上所耗费的时间甚至会达到芯片开发周期的70%。并且，仿真波形的比较常 常是通过人工完成，效率低下并且容易出错。但是，目前对于数模混合电路验证的研究主要 集中在仿真和建模方法上，对如何提高仿真结果比较的效率却少有涉及。 本专利技术对数模混合电路仿真波形的特点，把波形自动比较方法应用到数模混合电 路的验证过程中，能精确比较电路的各轮仿真结果，同时还能判断不同的工艺参数、供电电 压、温度（PVT)参数组合下仿真波形形状是否一致，提高了验证效率和准确性。其中，本专 利中的一种基于容差窗方法的波形精确比较方法，实现考虑时间容限和信号容限的波形比 较，提高了比较准确性；同时，我们提出以开关事件为基础建立的状态序列数据结构，有效 地降低存储空间，并基于此数据结构，设计一种新的仿真波形时间偏移比较方法，该方法能 自动划分并检验电路的状态，并实现波形的时间偏移比较； 此方法已成功运用到我们公司开发的的波形比较软件系统中，并已在Intel?技术开 发(上海）等公司内部推广使用。实际应用证明，波形自动比较方法对于提高集成电路验证 效率有很大帮助。
技术实现思路
在实际的电路设计中，尤其是在数模混合电路的验证中，需要分析比较仿真结果， 而要比较连续的模拟信号，对仿真波形的分析是必不可少的工作。在本章中，我们将详细介 绍在数模混合电路仿真波形比较中需要解决的问题以及碰到的困难。按照不同的条件下对 仿真波形比较的不同要求，具体可以分为两个部分：点对点比较和时间偏移比较。 . 点对点比较 波形的点对点比较，就是直接比较两组波形，找出两组波形之间的不同之处。在实际的 情况下，由于电路门延时以及信号上升\下降速率的影响，波形之间会有一定的时间偏差。 如果仅仅比较在同一时间下的信号值是否相同，或是否在信号误差之内，将由于时间偏差 虚报出很多错误信息。尤其是在信号跃变的地方，很小的时间偏差都会导致同一时间点上 信号值相差很大。所以，在波形比较的时候我们不仅要考虑信号容差，还必须把时间容差计 算在内。 如图2所示，容限窗是中心位于标准信号的数据点上的矩形窗，长宽分别为时间 容限和信号容限在实际应用中由用户指定。方法具体描述如下：首先在波形 的每个数据点上建立容限窗，然后检查另一条波形是否穿过该窗，从而判断两条波形相差 是否在一定的容限范围之内。矩形容差窗的方法可以避免线性插值的工作，这样可以在线 性时间内完成波形比较。同时，将时间容差考虑在内，能有效地避免由于噪声，毛刺以及细 微的时间偏移给波形比较带来的影响。 . 时间偏移比较 在数模混合信号电路中，它的模拟模块几乎都是由数字使能信号驱动。在大多数情况 下，这些使能信号是由MCU控制。这些信号我们称为标识信号（Index Signal)。标识信号 的组合能把整个波形划分成若干个时间域。不同的时间域，对应不同的电路状态。不同的 仿真中，标识信号可能会有不同的时钟延时。例如MCU编程时插入no-op指令使输出延 迟一个或多个时钟周期，其他待比较的模拟信号会发生相应延迟但保持波形形状不变。图 3截取自Flash存储器电路的全芯片仿真波形，这是一个实际的典型的数模混合电路。其 中实线表示标准波形，虚线表示待测波形。如图中箭头所示，标识信号EN_A，EN_B 和EN_ C的偏移引起了模拟信号SIG_D和SIG_E的相应偏移。如果不考虑时间偏移而直接进行点 对点波形比较，将会出现大量的虚警误报。所以，在波形比较之前，需要检测电路状态偏移 时间，再考虑偏移时间的情况下比较波形。这就是波形的时间偏移比较。 标识信号都是典型的数字信号，它们变化迅速；最大值（VCC)和最小值（VSS)固 定，分别代表' Γ、'〇'。标识信号值的组合(例如，100111 )，即电路的状态编码，它划分出了 一系列的时间域，每个时间域对应电路的某个状态。标识信号的变化代表了电路状态的变 化，电路状态的变化会弓丨起其他信号变化。如4所示，标识信号B存在偏移[?/?，导致状 态编码产生相应的偏移，从而导致待比较信号D也发生相应的偏移。因此，我们可以通过研 究标识信号来研究电路的状态，从而实现时间偏移比较方法。 状态序列数据结构 为了解决标识信号数目多，状态编码复杂带来的存储、搜索的问题，我们提出了一种状 态序列（state_sequence)数据结构。由于标识信号都是值为1或0的数字信号，所以 只需要记录它的初始值和跳变时间就记录下所有的信息。这样，时间域上连续的标识信号 就抽象为离散点序列。我们称这样的离散点为开关事件（switch_ event)，它记录的是波形 跳变的时间。这些开关事件所组成的序列我们称之为开关序列（switch^equence)，每个标 识信号对应一个开关序列。在此基础上，把所有的开关序列组合起来，按照时序排列，就可 以得到状态序列。通过对状态序列上的离散点的分析处理，就可以得出电路的状态信息。 状态划分比较方法 状态序列的数据结构模式能有效的减小状态存储和比较的复杂度，在此基础上，我们 提出一种状态划分比较方法，能在状态序列上划分出每个状态以及所对应时间域，并且比 较不同仿真波形的状态，判断是否发生变化。图5是基于状态序列结构来实现电路的状态 划分和比较的程序伪代码。 【附图说明】 图1波形比较整体流程图； 图2点对点波形比较； 图3实际中时间偏移仿真波形； 图4状态编码和时域图； 图5状态划分和比较的程序伪代码； 图6波形比较实例。 【具体实施方式】 假设输入波形为图6。第一组信号为标准波形，第二组信号为待比较波形。标识信 号是指截断待比较信号的激励信号。待比较信号A的标识信号是B，待比较信号C的标识信 号是D。 1.读入波形和比较参数。由于存在标识信号，说明当前需要做时间偏移波形比较。 2.标识信号B将A信号分割为5个区间，最开始和最后区间属于非比较区域，忽 略；实际比较区间是P1、P2和P3。 3.同理，待测波形C的比较区间是P4、P5和P6。 4.将P4、P5和P6段波形向左平移Tshift值，然后调用点对点比较方法分别比较 P1、P2 和 P3。 5.由图中结果可知：P4与P1相同，P5与P2相同，P6与P3相同。 6.结论：波形C与波形A时间偏移比较结果相同。比较结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于集成电路仿真工具中的波形比较方法，其技术特征在于以下流程：①读入待比较波形和比较参数；②判断比较类型；③如果是时间偏移比较，划分比较域；④如果是点对点比较，设置这个时间轴为比较域；⑤根据偏移值将比较波形的边沿对齐；⑥在相应比较域上进行点对点比较。

【技术特征摘要】
1. 一种适用于集成电路仿真工具中的波形比较方法，其技术特征在于以下流程：①读 入待比较波形和比较参数；②判断比较类型；③如果是时间偏移比较，划分比较域；④如果 是点对点比较，设置这个时间轴为比较域；⑤根据偏移值将比较波形的边沿对齐；⑥在相 应比较域上进行点对点比较。2. 根据权利要求1所述的波形比较点对点比较方法，其特征在于：①首先...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋德强，吴跃波，郭根华，张卫卫，陈一虹，
申请(专利权)人：北京华大九天软件有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11