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基于信号流与图分析的集成电路分块仿真方法技术

技术编号:40785635 阅读:23 留言:0更新日期:2024-03-28 19:17
本发明专利技术公开了一种基于信号流与图分析的集成电路分块仿真方法,将集成电路中的节点电压和器件电流作为图的顶点,节点电压和器件电流之间的依赖关系作为边,构建集成电路有向图,将集成电路有向图划分为若干强连通块,每个强连通块中各个顶点之间均存在双向路径,然后将顶点数量大于阈值的强连通块基于循环单向边进一步划分,最后根据划分得到的强连通块进行缺陷分块仿真。本发明专利技术将集成电路的器件电流与电压节点之间的控制关系用有向图进行建模,再将有向图划分为多个具有弱连通关系的强连通块,实现缺陷的分块仿真,从而提高仿真效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路,更为具体地讲,涉及一种基于信号流与图分析的集成电路分块仿真方法


技术介绍

1、大型集成电路在现代社会中有广泛的应用,其可靠性关系到各类芯片能否正常安全地运作,同时集成电路设计阶段全面的缺陷仿真是提高可测试性的基本保证,这也是目前车规级芯片设计的基本要求。对于集成电路而言,每个电阻、电容都各有2类缺陷模型,而单个mos管的基本缺陷模型有6类,那么含有成千上万个器件的模拟/混合集成电路的缺陷集合是极其庞大的。

2、在缺陷仿真中,目前最常用、仿真速度最快的是直流dc仿真。从电路层面上讲,任何集总参数电路都能够依据基尔霍夫电流定律(kcl)和基尔霍夫电压定律(kvl)和支路约束方程建立模型,仿真器会使用数值计算方法(如迭代法或矩阵运算)求解方程组,以确定每个节点的电压。求解过程可能需要高斯消元法进行多次迭代,将电路方程组表示为增广矩阵,其中包含了电路的导纳矩阵和电源向量。然后,通过高斯消元法对增广矩阵进行行变换,将其转化为上三角矩阵的形式。最后,利用追赶法从最后一行开始逐步回代,求解出各节点的电压。高斯消元法的优点是能够处理复杂的电路方程组,并且在迭代过程中可以进行一些数值优化,提高计算效率。然而,对于大规模的电路仿真,数值分析算法可能会面临矩阵规模过大、计算量过大的问题,进行完整的缺陷仿真往往需要数月时间,给实际应用带来了诸多不利影响,需要进一步改进。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于信号流与图分析的集成电路分块仿真方法,将集成电路的器件电流与电压节点之间的控制关系用有向图进行建模,再将有向图划分为多个具有弱连通关系的强连通块,实现缺陷的分块仿真,从而提高仿真效率。

2、为了实现上述专利技术目的,本专利技术基于信号流与图分析的集成电路分块仿真方法包括以下步骤:

3、s1:获取集成电路网表,然后铺平得到电路器件二维列表,包含每个器件以及该器件所连接的节点;

4、s2:将电路器件二维列表中每个节点电压以及节点之间的器件电流作为图的顶点,构建集成电路有向图,节点之间的边采用如下方法确定:如果节点之间的器件电流依赖于节点电压,则节点电压到器件电流存在有向边,如果节点电压依赖于节点之间的器件电流,则器件电流到节点电压存在有向边;

5、s3:将集成电路有向图划分为若干强连通块,每个强连通块中各个顶点之间均存在双向路径;

6、s4:对于每个强连通块,判断其节点数量是否大于预设阈值,如果不是,则不作任何操作,如果大于,则搜索该强连通块中是否存在循环单向边,搜索方法为:如果在强连通块中存在单向边且该单向边的起始点和终止点之间不存在全双向边的路径,则该单向边为循环单向边;然后将搜索得到的循环单向边全部断开,采用步骤s3中相同方法将强连通块进一步划分为若干强连通块,从而得到最终的强连通块划分结果;

7、s5:根据划分得到的强连通块进行分块缺陷仿真,具体方法为:

8、记强连通块的数量为k,进行1次无缺陷仿真,并记录全部顶点的标准值,记第k个强连通块scck与其他强连通块的连接点集合为vk,其中各个连接点的标准值为vk,d,d=1,2,…,dk,dk表示连接点集合vk中的顶点数量;对强连通块scck,将连接点集合vk中强连通块scck的输入顶点的标准值作为强连通块scck的输入,对强连通块scck依次注入该强连通块的全部缺陷进行仿真,在强连通块scck内的所有测点判断每个缺陷是否可测。

9、本专利技术基于信号流与图分析的集成电路分块仿真方法,将集成电路中的节点电压和器件电流作为图的顶点,节点电压和器件电流之间的依赖关系作为边,构建集成电路有向图,将集成电路有向图划分为若干强连通块,每个强连通块中各个顶点之间均存在双向路径,然后将顶点数量大于阈值的强连通块基于循环单向边进一步划分,最后根据划分得到的强连通块进行缺陷分块仿真。

10、本专利技术通过信号流分析,将集成电路的器件电流与电压节点之间的控制关系用有向图进行建模,再通过图分析算法将集成电路分成多个具有弱连通关系的强连通块,根据弱连通图中信号的单向传递关系,实现缺陷的分块仿真,在极大削减矩阵运算规模的同时,还能将多个强连之通块电路并行仿真,更大程度地缩短仿真时间。

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【技术保护点】

1.一种基于信号流与图分析的电路分割方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的电路分割方法,其特征在于,所述步骤S2中集成电路有向图的构建包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的电路分割方法,其特征在于,所述步骤S3中强连通块采用Tarjan算法进行划分,包括以下步骤:

4.根据权利要求1所述的电路分割方法,其特征在于,所述步骤S4中搜索循环单向边的具体方法为:

【技术特征摘要】

1.一种基于信号流与图分析的电路分割方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的电路分割方法,其特征在于,所述步骤s2中集成电路有向图的构建包括以下步骤:

3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:张棋皓黄欣红陈涵温涵宇杨成林
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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