一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法技术

本发明专利技术公开了一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，包括获得芯片设计中所有模块的VCD文件，抽取满足设计需求的RLC电源模型；将每个模块的RLC电源模型合并成全芯片的Spice网表；基于静态分析所有模块的插入时钟延时，将每个模块的插入时钟延时添加到全芯片的spice网表中得到芯片级的电源模型；利用芯片级的电源模型搭建系统级的PDN网络。本发明专利技术采用自底向上的方法，先抽取底层模块的电源模型参数，然后在模块电源模型的合并时加入时钟延时信息，最后得到全芯片的电源模型。该方法可以快速、准确地提取全芯片的电源模型参数，解决了传统方法抽取全芯片电源模型参数慢，无法迭代导致的模型不准确问题。

【技术实现步骤摘要】
一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法
本专利技术属于超大规模集成电路物理设计领域，具体涉及一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法。
技术介绍
随着集成电路制造工艺的进步，单位面积上集成的晶体管数量越来越多。对于CPU这种超大规模集成电路芯片，晶体管的数目已经达到百亿规模。这样的规模下抽取全芯片的电源模型参数所耗费的资源和时间是无法承受的，模型出现了问题也不能快速迭代，因此如何快速、准确地抽取全芯片的电源模型成为了一项亟待解决的问题。有了全芯片的电源模型，才能结合封装和电路板电源参数模型搭建电源分配网络(PowerDeliveryNetworkPDN)的模型，分析整个芯片系统的电源完整性，为尽早发现电源分布网络的问题提供坚实基础。如集成电路从业者所知，一个健壮的电源分布网络是保证芯片系统能正常工作的基础，因此全芯片电源模型生成方法具有极大的工程意义和经济价值。在传统的全芯片电源模型抽取中，需要将所有的单元从层次化中提取出来，然后再顶层进行电源模型的抽取。但在超大规模集成电路设计中，单元的数目达到百亿的级别，这样的规模下想抽取出全芯片的电源模型参数基所耗费的资源与和时间是不能承受的，模型出现了问题也无法进行快速迭代。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，本专利技术采用自底向上的方法，先抽取底层模块的电源模型参数，然后在模块电源模型的合并时加入时钟延时信息，最后得到全芯片的电源模型。该方法可以快速、准确地提取全芯片的电源模型参数，解决了传统方法抽取全芯片电源模型参数慢，无法迭代导致的模型不准确问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，包括：1)获得芯片设计中所有模块的VCD文件；2)根据各个模块的VCD文件抽取满足设计需求的RLC电源模型；3)将每个模块的RLC电源模型合并成全芯片的Spice网表；4)基于静态分析所有模块的插入时钟延时，将每个模块的插入时钟延时添加到全芯片的spice网表中得到芯片级的电源模型；5)利用芯片级的电源模型搭建系统级的PDN网络。可选地，步骤2)的步骤包括：2.1)从芯片设计中所有模块中遍历取出一个模块作为当前模块，若遍历成功则跳转执行下一步，否则判定遍历完毕，跳转执行步骤3)；2.2)使用当前模块的VCD文件计算当前模块的电源功耗，判断当前模块的电源功耗是否满足设计需求，若满足设计需求则抽取当前模块的RLC电源模型，跳转执行步骤2.1)；否则，对当前模块的电源进行修改，跳转执行步骤2.2)继续进行电源功耗计算及判断。可选地，步骤2.2)中判断当前模块的电源功耗是否满足设计需求具体是指判断当前模块的电源功耗的静态值、动态值、峰值、均值是否满足设计需求。可选地，所述抽取当前模块的RLC电源模型具体是指所述抽取当前模块的电阻参数R、电感参数L、电容参数C的寄生参数和电流模型，生成带有电阻参数R、电感参数L、电容参数C的电源模型作为RLC电源模型。可选地，步骤3)的步骤包括：3.1)获得顶层网表中的信息统计出各个模块的数量；3.2)根据模块的数量对模块的电源模型进行多次实例化；3.3)将所有实例化的电源模型按照RLC的电路模型原理进行串联。可选地，步骤4)中基于静态分析所有模块的插入时钟延时的步骤包括：4.1)获得所有模块的主时钟端口以及在顶层中对应的网络名；4.2)根据网络名在顶层的静态时序分析环境计算时钟网络的插入延时；4.3)将计算出的时钟网络插入延时与模块进行对应，并进行制表得到所有模块的插入时钟延时。可选地，步骤5)中利用芯片级的电源模型搭建系统级的PDN网络之后，还包括针对系统级的PDN网络通过协同优化使电源阻抗满足目标阻抗的步骤。此外，本专利技术还提供一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的系统，包括计算机设备，该计算机设备被编程或配置以执行所述提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法的步骤。此外，本专利技术还提供一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的系统，包括计算机设备，该计算机设备的存储器中存储有被编程或配置以执行所述提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法的计算机程序。此外，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行所述提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法的计算机程序。和现有技术相比，本专利技术具有下述优点：1、本专利技术采用自底向上的方法，先抽取底层模块的电源模型参数，然后在模块电源模型的合并时加入时钟延时信息，最后得到全芯片的电源模型。该方法可以快速、准确地提取全芯片的电源模型参数，解决了传统方法抽取全芯片电源模型参数慢，无法迭代导致的模型不准确问题。2、本专利技术方法占用资源少，模型搭建快，准确度高，设计简单，操作便捷。获取芯片的电源模型后，搭建系统级的电源分配网络模型通过仿真分析电流能量集中的主要频带范围，确定目标阻抗，同时优化芯片性能，封装性能和电路板性能，使电源阻抗达标。附图说明图1为本专利技术实施方法的基本流程示意图。图2为本专利技术中芯片模块与时钟示意图。图3为本专利技术中模块的时钟延时示意图。图4为本专利技术中全芯片的电源模型拓扑结构示意图。图5为本专利技术中系统级PDN网络模型示意图。具体实施方式本专利技术公开了一种快速准确地提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下面结合优选实施例，对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。如图1所示，本实施例提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法包括：1)获得芯片设计中所有模块的VCD文件；2)根据各个模块的VCD文件抽取满足设计需求的RLC电源模型；3)将每个模块的RLC电源模型合并成全芯片的Spice网表；4)基于静态分析所有模块的插入时钟延时，将每个模块的插入时钟延时添加到全芯片的spice网表中得到芯片级的电源模型；5)利用芯片级的电源模型搭建系统级的PDN网络。本实施例提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法利用后端设计工具分别对每个模块进行电源分析，模块的时钟端口与插入延时进行抓取与分析，因此需要预先利用后端设计工具打开全芯片布局(Floorplan)以进行后续处理。本实施例中需要获取模块的VCD文件，VCD(Valuechangedump)文件是一种基于ASCII码的文件格式，用于记录由EDA仿真工具产生的信号信息，该文件是芯片设计中的现有格式文件，故其具体格式以及获取途径在此不再详述。本实施例中，步骤2)的步骤包括：2.1)从芯片设计中所有模块中遍历取出一个模块作为当前模块，若遍历成功则跳转执行下一步，否则判定遍历完毕，跳转执行步骤3)；...

【技术保护点】
1.一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，其特征在于，包括：/n1)获得芯片设计中所有模块的VCD文件；/n2)根据各个模块的VCD文件抽取满足设计需求的RLC电源模型；/n3)将每个模块的RLC电源模型合并成全芯片的Spice网表；/n4)基于静态分析所有模块的插入时钟延时，将每个模块的插入时钟延时添加到全芯片的spice网表中得到芯片级的电源模型；/n5)利用芯片级的电源模型搭建系统级的PDN网络。/n

【技术特征摘要】
1.一种提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，其特征在于，包括：
1)获得芯片设计中所有模块的VCD文件；
2)根据各个模块的VCD文件抽取满足设计需求的RLC电源模型；
3)将每个模块的RLC电源模型合并成全芯片的Spice网表；
4)基于静态分析所有模块的插入时钟延时，将每个模块的插入时钟延时添加到全芯片的spice网表中得到芯片级的电源模型；
5)利用芯片级的电源模型搭建系统级的PDN网络。


2.根据权利要求1所述的提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，其特征在于，步骤2)的步骤包括：
2.1)从芯片设计中所有模块中遍历取出一个模块作为当前模块，若遍历成功则跳转执行下一步，否则判定遍历完毕，跳转执行步骤3)；
2.2)使用当前模块的VCD文件计算当前模块的电源功耗，判断当前模块的电源功耗是否满足设计需求，若满足设计需求则抽取当前模块的RLC电源模型，跳转执行步骤2.1)；否则，对当前模块的电源进行修改，跳转执行步骤2.2)继续进行电源功耗计算及判断。


3.根据权利要求2所述的提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，其特征在于，步骤2.2)中判断当前模块的电源功耗是否满足设计需求具体是指判断当前模块的电源功耗的静态值、动态值、峰值、均值是否满足设计需求。


4.根据权利要求2所述的提取超大规模集成电路芯片电源模型参数的方法，其特征在于，所述抽取当前模块的RLC电源模型具体是指所述抽取当前模块的电阻参数R、电感参数L、电容参数C的寄生参数和电流模型，生成带有电阻参数R、电感参数L、电容参数C的电源模型作为RLC电源模型。


5.根据权利要求1所述的提取超大规模...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹京，周曦，李晶，卢旭东，黄辰骏，李俊峰，韦金秀，覃心盈，唐涛，王翠娜，邹和风，陈占之，
申请(专利权)人：天津飞腾信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12