SOC芯片单元混合布局方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种SOC芯片单元混合布局方法和系统，属于集成电路版图设计领域。所述方法包括：获取前端网表，根据所述前端网表形成初始布局规划；确定需要混合布局的模块单元；根据所述初始布局规划和需要混合布局的模块单元确定用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置的限制框；将需要混合布局的模块单元混合放置在所述限制框内。使用上述方法在布局过程中将同层级的SOC芯片单元混合布局，使得SOC芯片单元的运算时间、功耗以及电磁辐射等物理信息不具有规律性，攻击者无法通过分析物理信息来猜测安全芯片的密钥信息，提升安全芯片防功耗攻击的能力。功耗攻击的能力。功耗攻击的能力。

【技术实现步骤摘要】
SOC芯片单元混合布局方法和系统


[0001]本专利技术涉及集成电路版图设计领域，具体地涉及一种SOC芯片单元混合布局方法、一种SOC芯片单元混合布局系统以及一种机器可读存储介质。

技术介绍

[0002]随着智能电网的发展，电力系统内的通信越发多样性，海量数据在交互过程中的信息安全问题也日益凸显。为了保证通信系统中的信息安全，保障电力系统的稳定运行，安全芯片在电力系统中有着相当广泛的应用。随着电子技术的发展，密码算法和系统安全协议也不断地得到成熟和完善，利用密码分析学的方法对安全芯片进行攻击已经很难实施了，因此攻击者不得不改变研究方向。通过研究发现电路逻辑在处理不同的数据时，电路逻辑的运算时间、功耗以及电磁辐射等物理信息也不同，于是攻击者就想到通过物理信息进行分析的方法来猜测安全芯片的密钥信息。
[0003]芯片的版图实现指将前端设计产生的门级网表通过EDA设计工具进行布局布线和进行物理验证并最终产生供制造用的GDSII数据的过程。目前数字后端版图通常使用布局布线工具来实现，布局布线工具在放置标准单元时会考虑时序收敛及布线方便等因素，通过调用工具的算法对标准单元进行自动摆放，摆放时会将相同层级模块单元就近放置，攻击者通过功耗分析攻击和电磁攻击可以很容易捕捉到来自芯片各个区域中门电路的信息，可以很容易区分出各运算模块单元，从而进行进一步的攻击。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施方式的目的是提供一种SOC芯片单元混合布局方法和系统，使用上述方法在布局过程中将同层级的SOC芯片单元混合布局，使得SOC芯片单元的运算时间、功耗以及电磁辐射等物理信息不具有规律性，攻击者无法通过分析物理信息来猜测安全芯片的密钥信息，提升安全芯片防功耗攻击的能力。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种SOC芯片单元混合布局方法，包括：获取前端网表，根据所述前端网表形成初始布局规划；确定需要混合布局的模块单元；根据所述初始布局规划和需要混合布局的模块单元确定用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置的限制框；将需要混合布局的模块单元混合放置在所述限制框内。
[0006]进一步地，所述根据所述初始布局规划和需要混合布局的模块单元确定用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置的限制框，包括：确定需要混合布局的模块单元的面积；根据需要混合布局的模块单元的面积设置限制框，所述限制框用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置。
[0007]可选的，所述确定需要混合布局的模块单元的面积，包括：
根据需要混合布局的模块单元中各模块单元的尺寸，计算需要混合布局的模块单元的面积。需要混合布局的模块单元的面积可以根据单个模块单元的尺寸进行计算，然后再根据实际比例与版图之间的比例计算得到制图过程中的面积参数，这样计算的面积与实际面积相等，且准确度更高。
[0008]可选的，所述确定需要混合布局的模块单元的面积，包括：根据所述初始布局规划进行标准单元放置；根据标准单元放置结果确定需要混合布局的模块单元的面积。根据初始布局规划进行一次标准单元放置后，同层级的模块单元都布局在一起，这时可以根据放置结果获取到每一类需要混合布局的模块单元所占的面积，然后求和就可以得到全部需要混合布局的模块单元的面积。
[0009]进一步地，所述将需要混合布局的模块单元混合放置在所述限制框内，包括：从需要混合布局的模块单元中选定一类模块单元，为其设置避开圈值，并将选定的该类模块单元放置到限制框内对应的位置上；重新选定一类模块单元，重置避开圈值并放置，直到所有需要混合布局的模块单元均放置完成；其中，每一类模块单元的避开圈值依次递减。避开圈限制了以模块单元中心往外特定范围内不会有同类的模块单元，第一类模块单元放置完成后，第二类模块单元放置时就插入了第一类模块单元两两之间，第三类模块单元又插入了第二类模块单元两两之间，从而实现将同层级、同类的模块单元打乱混合。
[0010]进一步地，在从需要混合布局的模块单元中选定一类模块单元之前，所述方法还包括：根据所述限制框进行标准单元放置，使得需要混合布局的模块单元放置在所述限制框内；将需要混合布局的模块单元重置为未放置状态。根据限制框进行标准单元放置可以避免混合放置的模块单元与不需要混合放置的模块单元在布局图中重叠的错误。
[0011]进一步地，一类模块单元对应的避开圈值为该类模块单元中单个模块单元尺寸的倍数。以单个模块单元尺寸的倍数来设置避开圈值能够保障同类模块单元之间至少插入了一个其他类的模块单元，降低了同类模块单元紧邻布置的概率。
[0012]本专利技术第二方面提供一种SOC芯片单元混合布局系统，包括：布局规划单元，用于获取前端网表，并根据所述前端网表形成初始布局规划；布局数据确定单元，用于确定需要混合布局的模块单元；限制框确定单元，用于根据所述初始布局规划和需要混合布局的模块单元确定用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置的限制框；布局单元，用于将需要混合布局的模块单元混合放置在所述限制框内。系统中的布局单元在进行混合布局过程中将同层级的SOC芯片单元混合布局，使得SOC芯片单元的运算时间、功耗以及电磁辐射等物理信息不具有规律性，攻击者无法通过分析物理信息来猜测安全芯片的密钥信息，提升安全芯片防功耗攻击的能力。
[0013]进一步地，所述限制框确定单元包括：面积获取模块，用于确定需要混合布局的模块单元的面积；以及
限制框设置模块，用于根据需要混合布局的模块单元的面积设置限制框，所述限制框用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置。限制框用于将需要混合布局的模块单元的布置在固定的位置，能够降低完全将需要混合布局的模块单元与其他模块单元完全混合布局的布线复杂度。
[0014]进一步地，所述布局单元包括：避开圈值设置模块，用于为选定类的需要混合布局的模块单元设置对应的避开圈值；以及模块单元放置模块，用于根据设置的避开圈值，将选定类的模块单元放置到限制框内对应的位置上。设置的避开圈限制了以模块单元中心往外特定范围内不会有同类的模块单元，第一类模块单元放置完成后，第二类模块单元放置时就插入了第一类模块单元两两之间，第三类模块单元又插入了第二类模块单元两两之间，从而实现将同层级、同类的模块单元打乱混合。
[0015]进一步地，一类模块单元对应的避开圈值为该类模块单元中单个模块单元尺寸的倍数。以单个模块单元尺寸的倍数来设置避开圈值能够保障同类模块单元之间至少插入了一个其他类的模块单元，降低了同类模块单元紧邻布置的概率。
[0016]进一步地，所述模块单元放置模块还用于对模块单元进行标准单元放置。
[0017]另一方面，本专利技术提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行所述的SOC芯片单元混合布局方法。
[0018]通过上述技术方案，可以实现将各运算模块单元混合打散放置，杂乱地完全混淆到一起。电磁攻击探测器无法区分出各运算模块的功耗，这种单元混合布局可以达到抗电磁攻击的效果。
[0019]本专利技术实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SOC芯片单元混合布局方法，其特征在于，包括：获取前端网表，根据所述前端网表形成初始布局规划；确定需要混合布局的模块单元；根据所述初始布局规划和需要混合布局的模块单元确定用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置的限制框；将需要混合布局的模块单元混合放置在所述限制框内。2.根据权利要求1所述的SOC芯片单元混合布局方法，其特征在于，所述根据所述初始布局规划和需要混合布局的模块单元确定用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置的限制框，包括：确定需要混合布局的模块单元的面积；根据需要混合布局的模块单元的面积设置限制框，所述限制框用于限制需要混合布局的模块单元的放置位置。3.根据权利要求2所述的SOC芯片单元混合布局方法，其特征在于，所述确定需要混合布局的模块单元的面积，包括：根据需要混合布局的模块单元中各模块单元的尺寸，计算需要混合布局的模块单元的面积。4.根据权利要求2所述的SOC芯片单元混合布局方法，其特征在于，所述确定需要混合布局的模块单元的面积，包括：根据所述初始布局规划进行标准单元放置；根据标准单元放置结果确定需要混合布局的模块单元的面积。5.根据权利要求1所述的SOC芯片单元混合布局方法，其特征在于，所述将需要混合布局的模块单元混合放置在所述限制框内，包括：从需要混合布局的模块单元中选定一类模块单元，为选定类的模块单元设置对应的避开圈值，并将选定类的模块单元放置到限制框内对应的位置上；重新选定不同的一类模块单元，为重新选定类的模块单元设定对应的避开圈值并完成重新选定类的模块单元的放置，直到所有需要混合布局的模块单元均放置完成；其中，每一类模块单元的避开圈值依次递减。6.根据权利要求5所述的SOC芯片单元混合布局方法，其特征在于，在从需要混合布局的模块单元中选定一类模块单元之前，所述方法还包括：根据所述限制框...

【专利技术属性】
技术研发人员：许可敬，李德建，王于波，刘亮，董长征，武超，李桦，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：