一种标准单元库全模型的测试方法及测试系统技术方案

本发明专利技术提供了一种标准单元库全模型的测试方法，包括以下步骤：步骤201、进行标准单元版图的多重物理规则检查；步骤202：进行标准单元库模型的形式验证；步骤203、进行标准单元库的Benchmark电学特性验证；步骤204、进行标准单元库的芯片设计硅验证。本发明专利技术还提供了一种标准单元库全模型的测试系统。本发明专利技术可以快速高覆盖率地完成标准单元库全模型的测试验证。

【技术实现步骤摘要】
一种标准单元库全模型的测试方法及测试系统
本专利技术属于集成电路设计领域，特别属于集成电路设计自动化领域，具体涉及一种标准单元库全模型的测试方法及测试系统。
技术介绍
标准单元库是基于成熟稳定的工艺而开发的基本逻辑单元集合。每套标准单元库有几百个到几千个单元不等，单元类型非常丰富，包括基础单元、组合逻辑单元、时序逻辑单元、特殊单元。标准单元库是超大规模集成电路(VLSI，VeryLargeScaleIntegration)自动化设计的基础数据库，其数据库模型丰富，包含单元仿真库、单元符号、单元版图、逻辑功能模型、时序综合库模型、单元网表、布局布线库等数据。如图1所示，全套标准单元库模型支撑着整个数字集成电路设计流程，从前端寄存器传输级(RTL)设计、逻辑仿真、电路逻辑综合、版图综合、逻辑功能验证、时序分析、版图验证等。基于标准单元的VLSI设计可以极大地提高设计效率，加快产品进入市场的时间，具有成本低、周期短等优点。标准单元库的性能决定着芯片的面积、时序和功耗等特性。随着单片集成电路集成度和工作速度的提高，设计并开发出符合工艺设计规则、逻辑功能正确、模型数据完整、电学特性准确的标准单元库已成为VLSI芯片设计必要的条件。标准单元库开发后必须进行系统充分的测试验证，保证标准单元库的完整性和准确性至关重要，是保证芯片设计和流片成功的关键。由于标准单元库涵盖的单元种类和库模型类型较多，其测试验证工作复杂而繁琐。随着集成电路工艺向着纳米制程推进，标准单元库各种模型数据包含的内容越来越复杂。例如，在40nm工艺节点，标准单元版图设计规则达到上千条，综合库模型非常复杂(时序/功耗/面积/噪声/统计模型等信息)，单个Corner的库模型文件就已经超过几百万行的量级。对标准单元库进行系统和完善的验证变得非常困难。标准单元库系统的验证必须包括以下几个方面：验证标准单元的逻辑功能和版图设计的正确性，验证标准单元库模型的完整性和各种库模型数据的一致性，验证标准单元电学特性的准确性。现有标准单元库的验证方式主要依靠标准单元库设计团队的多名工程师手工验证，需要逐个单元检查和调用验证，有经验的工程师则编写部分脚本验证。现有验证方法主要包括两个验证步骤：一是逐个单元的物理设计规则检查或者脚本化的批处理检查；二是应用一个设计实例进行设计流程验证。采用这种方法的缺点体现在：一、标准单元的物理设计规则检查是逐个完成的，但是实际芯片中标准单元是随机拼接在一起的，现有验证方法在单元拼接处的验证不完善。二、设计流程验证能保证各种库模型数据格式的正确性，但是无法保证各种库模型数据之间的一致性。三、单一的芯片设计不能保证标准单元库的电学特性。现有标准单元库的验证方法效率较低，而且覆盖率和完整性难于保证。验证不完善的标准单元库发布后，潜在的库模型数据错误或模型间的信息差异将直接影响芯片设计者的应用，甚至导致芯片流片失败。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种标准单元库全模型的测试方法及测试系统，包括四个层次：第一，标准单元版图的多重物理规则检查方法；第二，标准单元库模型内容的完整性和一致性的形式验证方法；第三，标准单元库的Benchmark电学特性验证方法；第四，标准单元库的芯片设计硅验证方法。本专利技术实现了标准单元库全模型测试的充分性，为标准单元库的全模型验证提供了一套完善的、高覆盖率和高效率的测试方法及测试系统。(二)技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种标准单元库全模型的测试方法，包括以下步骤：步骤201、进行标准单元版图的多重物理规则检查，验证标准单元物理设计规则的正确性，包括：标准单元的随机拼接检查、标准单元的测试Pattern添加检查、标准单元的特殊规则检查；步骤202：进行标准单元库模型的形式验证，包括标准单元库模型内容的完整性验证和标准单元各种库模型数据间的一致性验证；步骤203、进行标准单元库的电学特性验证，基于待测标准单元库和同节点商业标准单元库，对行业基准电路进行电路综合；通过统计分析电路综合的结果，对比待测标准单元库和同节点商业库在时序、面积、功耗方面的性能差异；步骤204、进行标准单元库的芯片设计硅验证，将待测标准单元库用于测试芯片的全流程设计，验证标准单元库模型与主流EDA工具的兼容性，逻辑功能正确性，以及时序模型的准确性；其中，测试芯片的电路结构包括逻辑功能验证模块和时序性能验证模块两部分核心电路，以及外围电路模块。在本专利技术的某些实施例中，标准单元的随机拼接检查包括以下子步骤：1)创建目标库和目标单元，输入待测标准单元库或待测标准单元GDS版图文件，输入待测标准单元名称列表文件；2)在目标库的目标单元中产生所有待测标准单元拼接后的图形，图形中待测标准单元的排列顺序与待测标准单元列表文件的顺序一致；3)拷贝并翻转拼接后的图形，与原来的图形对齐放置产生VDD和VSS拼接后的待测标准单元版图；4)对VDD和VSS拼接后的待测标准单元版图进行物理设计规则DRC检查，产生标准单元库DRC检查报告，根据DRC检查报告中的检查结果修正待测标准单元版图。在本专利技术的某些实施例中，标准单元的测试Pattern添加检查包括以下子步骤：1)创建目标单元，输入待测标准单元库；2)在距离标准单元左右边界半金属规则的地方添加金属图形，在标准单元上下边界VDD/VSS电源地轨道的地方添加电源条带strap图形；3)对添加测试Pattern后的版图进行DRC检查，根据检查结果修正标准单元版图。在本专利技术的某些实施例中，标准单元的特殊规则检查包括以下子步骤：1)根据工艺物理设计规则和标准单元设计规范，统计标准单元特需的物理设计规则，并计算设计规则的具体数值；2)将特需的设计规则添加到物理设计规则文件中，形成新的物理设计规则文件；3)运用新的物理设计规则进行DRC检查，根据检查结果修正标准单元版图。在本专利技术的某些实施例中，所述步骤202包括：B1、进行标准单元库模型内容的完整性验证，对照各种库模型的标准内容组份和语法结构，验证各种库模型自身的内容完整性和语法结构的正确性；B2、进行标准单元各种库模型数据间的一致性验证，将标准单元库模型数据两两对比，检查两种模型数据内容的一致性。在本专利技术的某些实施例中，所述步骤203包括以下子步骤：1)、进行行业基准电路综合环境设置，具体包括综合约束文件、行业基准电路门级网表、待测单元库模型、同节点商业库模型；2)、进行基准电路综合，得到综合结果，具体包括基于待测单元库的各种约束条件下的基准电路综合，基于同节点商业库的各种约束条件下的基准电路综合；3)、对综合结果进行统计分析，具体包括时序约束紧时功耗对比分析、面积约束紧时时序对比分析、时序约束紧时面积对比分析；4)、根据分析结果，查找出待测单元库异常的电特性，用于指导修改相应的标准单元库模型。在本专利技术的某些实施例中，所述步骤204包括以下子步骤：1)、进行芯片设计硅验证的电路设计，包括逻辑功能验证模块、时序性能验证模块和外围电路模块的设计；2)、进行门级网表实现；3)、进行电路前仿真；4)、进行电路的后端版图设计，其中包括逻辑功能验证模块、时序性能验证模块和外围电路模块的设计；5)、进行电路后仿真；6)、进行芯片流片及芯片测试；7)、进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种标准单元库全模型的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤201、进行标准单元版图的多重物理规则检查，验证标准单元物理设计规则的正确性，包括：标准单元的随机拼接检查、标准单元的测试Pattern添加检查、标准单元的特殊规则检查；步骤202：进行标准单元库模型的形式验证，包括标准单元库模型内容的完整性验证和标准单元各种库模型数据间的一致性验证；步骤203、进行标准单元库的电学特性验证，基于待测标准单元库和同节点商业标准单元库，对行业基准电路进行电路综合；通过统计分析电路综合的结果，对比待测标准单元库和同节点商业库在时序、面积、功耗方面的性能差异；步骤204、进行标准单元库的芯片设计硅验证，将待测标准单元库用于测试芯片的全流程设计，验证标准单元库模型与主流EDA工具的兼容性，逻辑功能正确性，以及时序模型的准确性；其中，测试芯片的电路结构包括逻辑功能验证模块和时序性能验证模块两部分核心电路，以及外围电路模块。

【技术特征摘要】
1.一种标准单元库全模型的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤201、进行标准单元版图的多重物理规则检查，验证标准单元物理设计规则的正确性，包括：标准单元的随机拼接检查、标准单元的测试Pattern添加检查、标准单元的特殊规则检查；步骤202：进行标准单元库模型的形式验证，包括标准单元库模型内容的完整性验证和标准单元各种库模型数据间的一致性验证；步骤203、进行标准单元库的电学特性验证，基于待测标准单元库和同节点商业标准单元库，对行业基准电路进行电路综合；通过统计分析电路综合的结果，对比待测标准单元库和同节点商业库在时序、面积、功耗方面的性能差异；步骤204、进行标准单元库的芯片设计硅验证，将待测标准单元库用于测试芯片的全流程设计，验证标准单元库模型与主流EDA工具的兼容性，逻辑功能正确性，以及时序模型的准确性；其中，测试芯片的电路结构包括逻辑功能验证模块和时序性能验证模块两部分核心电路，以及外围电路模块。2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，标准单元的随机拼接检查包括以下子步骤：1)创建目标库和目标单元，输入待测标准单元库或待测标准单元GDS版图文件，输入待测标准单元名称列表文件；2)在目标库的目标单元中产生所有待测标准单元拼接后的图形，图形中待测标准单元的排列顺序与待测标准单元列表文件的顺序一致；3)拷贝并翻转拼接后的图形，与原来的图形对齐放置产生VDD和VSS拼接后的待测标准单元版图；4)对VDD和VSS拼接后的待测标准单元版图进行物理设计规则DRC检查，产生标准单元库DRC检查报告，根据DRC检查报告中的检查结果修正待测标准单元版图。3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，标准单元的测试Pattern添加检查包括以下子步骤：1)创建目标单元，输入待测标准单元库；2)在距离标准单元左右边界半金属规则的地方添加金属图形，在标准单元上下边界VDD/VSS电源地轨道的地方添加电源条带strap图形；3)对添加测试Pattern后的版图进行DRC检查，根据检查结果修正标准单元版图。4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，标准单元的特殊规则检查包括以下子步骤：1)根据工艺物理设计规则和标准单元设计规范，统计标准单元特需的物理设计规则，并计算设计规则的具体数值；2)将特需的设计规则添加到物理设计规则文件中，形成新的物理设计规则文件；3)运用新的物理设计规则进行DRC检查，根据检查结果修正标准单元版图。5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤202包括：B1、进行标准单元库模型内容的完整性验证，对照各种库模型的标准内容组份和语法结构，验证各种库模型自身的内容完整性和语法结构的正确性；B2、进行标准单元各种库模型数据间的一致性验证，将标准单元库模型数据两两对比，检查两种模型数据内容的一致性。6.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤203包括以下子步骤：1)、进行行业基准电路综合环境设置，具体包括综合约束文件、行业基准电路门级网表、待测单元库模型、同节点商业库模型；2)、进行基准电路综合，得到综合结果，具体包括基于待测单元库的各种约束条件下的基准电路综合，基于同节点商业库的各种约束条件下的基准电路综合；3)、对综合结果进行统计分析，具体包括时序约束紧时功耗对比分析、面积约束紧时时序对比分析、时序约束紧时面积对比分析；4)、根据分析结果，查找出待测单元库异常的电特性，用于指导修改相应的标准单元库模型。7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤204包括以下子步骤：1)、进行芯片设计硅验...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹明会，陈岚，张卫华，周欢欢，王晨，
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