【技术实现步骤摘要】
一种用于集成电路供电网络诊断定位的方法和系统
[0001]本申请涉及集成电路
，具体涉及一种用于集成电路供电网络诊断定位的方法和系统。
技术介绍
[0002]随着通信技术的发展，超大规模集成电路的研究与发展已逐渐展开。为了提高电子设备的性能，缩小体积，降低成本，将电源、晶体管、电子元器件、线路等都集成在一小块2D、3D的集成电路封装上。为了实现更多的功能，超大规模集成电路往往设计有几层到上百层结构，每层结构极其复杂，集成数千万甚至数亿的晶体管，具有多尺度结构，从厘米级到目前最新的纳米级，这些数以亿计的元器件在集成电路封装上形成了数以万计的电源与信号网络，以实现多路信号、多个功能同时并发工作。由于数以万计的电源与信号网络同时工作，需要多个相同或不同电压的电源供电系统（或电压调节模块，VRM）同时给整个集成电路封装系统供电，又由于不同的电源与信号网络包含的元器件数量有非常大的差别，其功耗也有非常大的差别，因此针对不同网络的供电方式也有所差别。在不同的供电方式下，集成电路的电源系统设计显得尤为重要，电源系统的设计不合理，可能导致集成电路部分网络的供电不足，或者是部分网络的电压降太大，这些都将导致集成电路无法正常工作。因此，非常有必要通过后期的仿真与诊断，首先检测设计的集成电路版图的多电源供电系统是否合格，对于有设计缺陷的集成电路版图，通过仿真的手段诊断出设计缺陷的位置，并采用系统的方法对设计的集成电路版图的多电源供电系统进行优化。
[0003]然而现有技术中，如CN104331546A一种航天器用数字定制集成...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于集成电路供电网络诊断定位的方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、采用有限元法计算集成电路的任一未进行处理的电源
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地网络的电压分布；S2、基于电压分布，计算评估指标，并基于设计需求设定不同评估指标的阈值，所述评估指标包括集成电路负载的最坏压降、负载的平均压降、电源网络的电源压降、地网络的地压降、电源供电系统的电压波动、电流密度中的一个或多个，其中，电流密度包括平面电流密度分布和过孔的电流密度；所述评估指标和阈值用于构建多个可靠性评估规则，所述多个可靠性评估规则用于基于所述设计需求选取不同的可靠性评估规则构建可靠性评估规则组合，所述可靠性评估规则组合用于对集成电路电源供电系统的可靠性进行评估；S3、当可靠性评估规则组合中任一可靠性评估规则不满足时，则集成电路电源供电系统判定为不可靠，否则判定可靠；S4、当集成电路电源供电系统不可靠，判断集成电路电源供电系统中当前电源
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地网络是否达标，若不达标，计算当前电源
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地网络的SINK的管脚电压变化占比和/或平面电压变化占比；当管脚电压变化占比大于管脚电压变化占比的阈值时则判断当前电源
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地网络的SINK存在管脚分布不合理和/或当平面电压变化占比大于平面电压变化占比的阈值时则判断当前电源
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地网络的VRM和SINK间的直流电阻过大。2.根据权利要求1所述的一种用于集成电路供电网络诊断定位的方法，其特征在于，所述负载的最坏压降定义为VRM正极管脚的电压最大值减SINK正极管脚的电压最小值的差值，负载的平均压降定义为VRM正极管脚的电压平均值减SINK正极管脚的电压平均值的差值，电源网络的电源压降定义为VRM的输出电压减电源网络平面的最低电压的差值，地网络的地压降定义为地网络平面的最高电压减地网络平面的最低电压的差值，供电网络的电压波动定义为电源网络压降的绝对值加上地网络压降的绝对值；所述基于电压分布，计算评估指标，包括：基于电压分布，分别找出VRM正极管脚在电源网络对应的位置和SINK正极管脚在地网络对应的位置，该位置的电压即为VRM正极管脚的电压和SINK正极管脚的电压；电源平面的最低电压为有限元法获得的电压分布在电源平面上的最小值；地网络平面的最高电压为有限元法获得的电压分布在地网络平面上的最大值；地网络平面的最低电压为有限元法获得的电压分布在地网络平面上的最小值；基于电压分布，计算平面电流密度的分布和过孔的电流密度：式中，为平面所在导体的电导率，为平面电源或地网络平面任意点的坐标，为有限元法获得的电压分布，为梯度运算符；过孔的电流密度由有限元法获得的电压分布根据下式计算获得：式中，为第个过孔的电流密度，为第个过孔top层所在位置的电压，为第个过孔bottom层所在位置的电压，为第个过孔的电阻，为第个过孔的截面积。3.根据权利要求1所述的一种用于集成电路供电网络诊断定位的方法，其特征在于，所述多个可靠性评估规则包括：
规则1：用于评估SINK的电压是否达标，其定义为：计算的负载的最坏压降低于负载的最坏压降的阈值；规则2：用于评估SINK的电压是否达标，其定义为：计算的负载的平均压降低于负载的平均压降的阈值；规则3：用于评估集成电路供电系统的电源平面是否达标，其定义为：计算的电源网络的电源压降低于电源网络的电源压降的阈值；规则4：用于评估集成电路供电系统的地网络平面是否达标，其定义为：计算的地网络的地压降低于地网络的地压降的阈值；规则5：用于评估集成电路电源供电系统是否达标，其定义为：计算的供电网络的电压波动低于供电网络的电压波动的阈值，计算的供电网络任意位置的电流密度大小低于电流密度的阈值；所述判断集成电路电源供电系统中当前电源
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地网络是否达标包括：判断规则1和规则2中任一规则是否达标，若规则1和规则2中任一规则不达标则判断集成电路电源供电系统中电源
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地网络不达标，否则判断集成电路电源供电系统中电源
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地网络达标。4.根据权利要求3所述的一种用于集成电路供电网络诊断定位的方法，其特征在于，计算当前电源
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地网络的SINK的管脚电压变化占比包括：采集SINK的正极管脚最高电压和SINK的正极管脚最低电压，并计算SINK的正极管脚最高电压和SINK的正极管脚最低电压的差值，获取SINK的管脚电压变化，基于VRM正极管脚的电压最大值与SINK正极管脚的电压最小值的差值计算最坏压降或基于VRM正极管脚的电压平均值与SINK正极管脚的电压平均值的差值计算平均压降，基于SINK的管脚电压变化与所述最坏压降的比值计算SINK的管脚电压变化占比或基于SINK的管脚电压变化与所述平均压降的比值计算SINK的管脚电压变化占比。5.根据权利要求4所述的一种用于集成电路供电网络诊断定位的方法，其特征在于，计算当前电源
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地网络的平面电压变化占比包括：基于SINK的管脚电压变化占比计算网络平面电压变化占比，所述网络平面电压变化占比为1
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SINK的管脚电压变化占比。6.一种用于集成电路供电网络诊断定位的系统，其特征在于，包括：电压电流分布计算模...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐章宏，
申请(专利权)人：北京智芯仿真科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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