建立标准单元库的方法与系统、芯片设计方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种建立标准单元库的方法与系统、芯片设计方法与系统及计算机存储介质，将建立标准单元库的方法，嵌入到传统的芯片设计流程中，在合成引擎时引入了具有固定布局方式的原始单元的原始单元库、工艺设计表格以及应用限制条件，在合成后不只是产生了原有的门级别描述，还合成了完整的标准单元库，进而在有了符合应用和工艺需求的门级别描述和标准单元库，可以继续利用传统的芯片设计流程去产生版图了。本方案中制定的配合新的工艺要求的固定布局方式可以解决因工艺变化所造成的不能够快速、自动化地建立标准单元库的问题，本发明专利技术的技术方案可以克服就针对新的工艺、新的产品应用环境而无法快速产生标准单元库的问题。

Method and system of building standard cell library, chip design method and system

【技术实现步骤摘要】
建立标准单元库的方法与系统、芯片设计方法与系统
本专利技术涉及集成电路设计自动化
，尤其涉及一种建立标准单元库的方法与系统、芯片设计方法与系统及计算机存储介质。
技术介绍
目前，基于标准单元库的半定制芯片设计方法已经被广泛应用于集成电路设计中，即目前的集成电路版图设计包括基于标准单元库的设计。标准单元库是集成电路设计所需单元符号库、电路结构库、功能描述库、版图库、时序功耗库、物理视图库、设计规则和互连寄生参数模型库的总称。标准单元库的设计是指把电路设计中的一些标准单元(如组合逻辑、时序逻辑、物理单元等)，按照最佳设计的原则设计，并作为标准单元存入标准单元库中，在进行集成电路设计时，根据电路要求从标准单元库中调用所需标准单元，进行逻辑综合及自动布局布线，逐步构成各级功能模块，直至整个系统。因此，标准单元库是集成电路设计的基础，从系统行为描述、逻辑综合、逻辑功能模拟，到时序分析、验证，直至物理设计中的自动布局布线都必须有一个内容丰富、功能完整的标准单元库的支持。目前，建立标准单元库的最常见的方法有以下几种：(1)，一种从零开始建立标准单元库的方法，具体地，从每个标准单元的线路设计开始一直到该标准单元的版图设计完成的流程均执行一遍，例如专利技术专利CN103559352B(即申请号CN201310537891.X)提出的建立标准单元的方法；这种从零开始的建立标准单元库的方法存在以下缺陷：由于标准单元库的种类和包含的标准单元的个数众多，每一个新的标准单元都从零开始来建立的话，费时费力；(2)，一种利用已有的标准单元库去建立新的标准单元库的方法，例如专利技术专利申请CN108846160A(即申请号CN201810413218.8)公开了一种标准单元库电路设计方法，其公开的就是一种基于旧工艺对应的已有标准单元库如何自动产生新工艺对应的新的标准单元库的方法，这种以旧建新的建立标准单元库的方法存在以下缺陷：因为新工艺和旧工艺要求的标准并不相同，所以会造成标准单元的设计规则不相同，进而没有办法通过直接简单的转换来将已有标准单元库转换为新工艺对应的新的标准单元库，具体举例来说，假如新工艺需要做OPC的检测，如专利技术专利申请CN105868449A(即申请号CN201610173678.9)所公开的那样，需要在进行电路级别的光学仿真之前，先进行标准单元的版图布局，但旧工艺不需要做光学仿真，如旧工艺对应的已有标准单元库是采用专利技术专利申请CN103559352B所公开的方法建立起来的，那么利用专利技术专利申请CN108846160A所公开的建立标准单元库的方法，直接将旧工艺对应的已有标准单元库转换到新工艺对应的标准单元库时，就会出现全部的标准单元均要返工的情况，这样的话，利用旧工艺对应的已有标准单元库来自动建立新工艺对应的标准单元库的方法，就没有什么意义，而且全部返工和从头做起是一样费时费力的；另外，除了工艺有新旧之分外，产品的应用环境也可能不同，尤其是在物联网，应用环境是多样多变，也会造成设计的要求并不相同，也会产生同样的问题，即也是无法利用旧的已有标准单元库去自动化产生新的标准单元库，一样得要从头开始来做。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种建立标准单元库的方法与系统及计算机存储介质，能够針对新的工艺或新的产品应用环境，快速产生新的标准单元库。本专利技术的目的之二在于提供一种芯片设计方法与系统及计算机存储介质，能够将建立标准单元库的过程嵌入在芯片设计流程中，在进行芯片设计的同时还建立了符合新工艺或新应用环境需要的标准单元库，不会影响当前芯片设计的时间，还能提高后续芯片设计的效率。为了实现上述目的，本专利技术提供一种建立标准单元库的方法，包括以下步骤：进行行为级别描述，以确定待设计的芯片的功能、性能及面积；依据所述行为级别描述进行硬件级别描述；制定配合所述芯片的工艺需求的固定布局方式，并根据所述固定布局方式设计一具有原始单元的原始单元库；根据所述硬件级别描述、原始单元库、所述芯片对应的工艺设计表格以及所述芯片应用在设计上的限制条件进行逻辑合成，以形成标准单元库。可选地，进行所述逻辑合成以形成所述标准单元库的步骤包括：根据所述硬件级别描述，从所述原始单元库中选取出逻辑功能符合需求的原始单元；检查所述原始单元对应所述工艺设计表格中的数据是否符合所述限制条件，在不符合时，通过在所述原始单元串联相应数量的晶体管以及调整所述原始单元的高度和/或最大驱动强度，来产生新的标准单元，所述原始单元库和所述新的标准单元组成所述标准单元库。可选地，所述工艺设计表格包括参数表格、速度表格和漏电流表格，所述参数表格用于记录所述原始单元库中各个原始单元的固定布局参数，所述速度表格用于记录所述原始单元库中各个原始单元的延迟时间，所述漏电流表格用于记录所述原始单元库中各个原始单元的漏电流。可选地，检查所述原始单元对应所述工艺设计表格中的数据是否符合所述限制条件的步骤包括：通过查所述漏电流表格来检查所述原始单元的漏电流是否符合所述限制条件，若不符合，则通过漏电流参数的算法确定在所述原始单元上串联多少数量的晶体管后的漏电流才能符合所述限制条件，并将串联有所述数量的原始单元创建为一个新的标准单元；以及，通过查所述速度表格来检查所述原始单元的延迟时间是否符合同步时钟速度的要求，若不符合，则通过速度延迟的算法对所述原始单元的高度进行变化，以找到能够符合所述要求且高度最小和驱动强度最大的状态，并将所述状态的原始单元创建为一个新的标准单元。可选地，所述固定布局方式中，所有P型晶体管的几何大小都是相同的；所有N型晶体管的几何大小都是相同的，且所有P型晶体管和所有N型晶体管的长度都是相同的。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种建立标准单元库的系统，包括：行为级描述模块，其被配置为进行行为级别描述，以确定待设计的芯片的功能、性能及面积；硬件级别描述模块，其被配置为依据所述行为级别描述进行硬件级别描述；原始单元库设计模块，其被配置为制定配合所述芯片的工艺需求的固定布局方式，并根据所述固定布局方式设计一具有原始单元的原始单元库；工艺设计表格模块，其被配置为根据所述芯片的工艺设计需求制定所述芯片对应的工艺设计表格；应用限制条件模块，其被配置为根据所述芯片的应用需求制定所述芯片应用在设计上的限制条件；以及，合成引擎，其被配置为将所述硬件级别描述、原始单元库、所述工艺设计表格以及所述限制条件进行逻辑合成，以形成新的标准单元；标准单元库模块，其被配置为存放所述原始单元库中的所有原始单元以及所述合成引擎产生的所有的新的标准单元，以形成标准单元库。可选地，所述合成引擎进一步被配置为：根据所述硬件级别描述，从所述原始单元库中选取出逻辑功能符合需求的原始单元；检查所述原始单元对应所述工艺设计表格中的数据是否符合所述限制条件，在不符合时，通过在所述原始单元串联相应数量的晶体管以及调整所述原始单元的高度和/或最大驱动强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建立标准单元库的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n进行行为级别描述，以确定待设计的芯片的功能、性能及面积；/n依据所述行为级别描述进行硬件级别描述；/n制定配合所述芯片的工艺需求的固定布局方式，并根据所述固定布局方式设计一具有原始单元的原始单元库；以及，/n根据所述硬件级别描述、原始单元库、所述芯片对应的工艺设计表格以及所述芯片应用在设计上的限制条件进行逻辑合成，以形成标准单元库。/n

【技术特征摘要】
1.一种建立标准单元库的方法，其特征在于，包括以下步骤：
进行行为级别描述，以确定待设计的芯片的功能、性能及面积；
依据所述行为级别描述进行硬件级别描述；
制定配合所述芯片的工艺需求的固定布局方式，并根据所述固定布局方式设计一具有原始单元的原始单元库；以及，
根据所述硬件级别描述、原始单元库、所述芯片对应的工艺设计表格以及所述芯片应用在设计上的限制条件进行逻辑合成，以形成标准单元库。


2.如权利要求1所述的建立标准单元库的方法，其特征在于，进行所述逻辑合成以形成所述标准单元库的步骤包括：
根据所述硬件级别描述，从所述原始单元库中选取出逻辑功能符合需求的原始单元；
检查所述原始单元对应所述工艺设计表格中的数据是否符合所述限制条件，在不符合时，通过在所述原始单元串联相应数量的晶体管以及调整所述原始单元的高度和/或最大驱动强度，来产生新的标准单元，所述原始单元库和所述新的标准单元组成所述标准单元库。


3.如权利要求2所述的建立标准单元库的方法，其特征在于，所述工艺设计表格包括参数表格、速度表格和漏电流表格，所述参数表格用于记录所述原始单元库中各个原始单元的固定布局参数，所述速度表格用于记录所述原始单元库中各个原始单元的延迟时间，所述漏电流表格用于记录所述原始单元库中各个原始单元的漏电流；
检查所述原始单元对应所述工艺设计表格中的数据是否符合所述限制条件的步骤包括：
通过查所述漏电流表格来检查所述原始单元的漏电流是否符合所述限制条件，若不符合，则通过漏电流参数的算法确定在所述原始单元上串联多少数量的晶体管后的漏电流才能符合所述限制条件，并将串联有所述数量的原始单元创建为一个新的标准单元；以及，
通过查所述速度表格来检查所述原始单元的延迟时间是否符合同步时钟速度的要求，若不符合，则通过速度延迟的算法对所述原始单元的高度进行变化，以找到能够符合所述要求且高度最小和驱动强度最大的状态，并将所述状态的原始单元创建为一个新的标准单元。


4.如权利要求1至3中任一项所述的建立标准单元库的方法，其特征在于，所述固定布局方式中，所有P型晶体管的几何大小都是相同的；所有N型晶体管的几何大小都是相同的，且所有P型晶体管和所有N型晶体管的长度都是相同的。


5.一种建立标准单元库的系统，其特征在于，包括：
行为级描述模块，其被配置为进行行为级别描述，以确定待设计的芯片的功能、性能及面积；
硬件级别描述模块，其被配置为依据所述行为级别描述进行硬件级别描述；
原始单元库设计模块，其被配置为制定配合所述芯片的工艺需求的固定布局方式，并根据所述固定布局方式设计一具有原始单元的原始单元库；
工艺设计表格模块，其被配置为根据所述芯片的工艺设计需求制定所述芯片对应的工艺设计表格；
应用限制条件模块，其被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶惠玲，
申请(专利权)人：叶惠玲，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71