[发明专利]基于先验知识的大规模BGA封装最优引脚分布生成方法

说明书

本发明公开了一种基于先验知识的大规模BGA封装最优引脚分布生成方法，以矩阵代替封装电路进行引脚分布的设计，其中矩阵内部的元素包括信号引脚、电源引脚、地引脚，将这三类引脚以0、1、2代替并填充到矩阵的第一列向量中，以第一列向量的元素为开始，依次进行移位得到下一列元素，最终得到完整的矩阵，然后改变移位的距离可以得到多个不同的矩阵，根据每个矩阵的总电感以及返回路径质量可以得到最优矩阵，该矩阵对应的引脚分布即为最优的引脚分布，本发明的方法不需要进行耗时的迭代搜索，极大地缩短了求解时间，且在相同的参数下所构造的最优解是比较稳定的，封装电路的信号完整性也较强。

技术领域

本发明涉及大规模集成电路封装领域，特别是一种基于先验知识的大规模BGA封装最优引脚分布生成方法。

背景技术

随着半导体技术与信息科技的发展，单个集成电路具有的功能也变得越来越复杂，使得集成电路封装上的输入输出引脚数目急剧增加，功耗问题与电磁兼容问题也日益凸显，对封装技术提出了更高的要求，为了满足这些要求，球形栅格阵列(BGA)封装应运而生，其在封装基板的底部制作焊球阵列作为芯片与印刷电路板间的电气连接，能提供比其它封装更多的引脚数目。

虽然BGA封装能提供良好的连接性能，但引脚数目的急剧增多，使得BGA封装下的信号完整性逐渐劣化，而通过合理的引脚分布，可以使方向相反的互感相互抵消，从而大大减少对信号完整性的影响，因此如何找到一个最优的引脚分布在芯片设计中显得十分重要，最近有一些基于随机优化算法的引脚分布生成方法被提出，它们都能有效地解决这类问题，但都需要较长的时间进行迭代搜索，而且这些算法不稳定，很难做到每次都能搜索到同样的解，这阻碍了其运用于工业生产。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于先验知识的大规模BGA封装最优引脚分布生成方法，可以构造出最优解或近似最优解，不需要进行耗时的迭代搜索，极大地缩短了求解时间，且在相同的参数下所构造的最优解是比较稳定的。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种基于先验知识的大规模BGA封装最优引脚分布生成方法，包括以下步骤：

A、确定集成电路电源引脚与地引脚之和与封装上总引脚数量的比例，比例参数设置为1：R，同时设置垂直间隔参数vi与水平间隔参数hi，并且vi*hi＝R；

B、根据集成电路的封装尺寸M*N设置一个尺寸数值相同的矩阵；

C、生成一个长度为M的向量col，根据M与vi，计算出向量col的补偿长度comp后，将向量col延长comp个单位；

D、将信号引脚、电源引脚、地引脚分别用0、1、2元素表示，往延长后的向量col中填入0、1、2元素，其中非0元素不连续出现，且非0元素之间由vi-1个0隔开；

E、将填充在向量col内的元素作为矩阵的第一列，下一列由上一列的元素在垂直方向上移位得到，将所有列最底端的comp个单位的元素去除后得到完整的矩阵，其中下一列与上一列水平间隔hi个单位，移位的距离为d；

F、改变移位距离d，得到多个不同的矩阵，分别计算每个矩阵总电感与返回路径质量，根据所有矩阵的总电感以及返回路径质量的数据得到最优的矩阵，该矩阵内对应的元素为最优的引脚分布。

进一步，所述步骤A同时设置垂直间隔参数vi与水平间隔参数hi，其中，垂直间隔参数vi为同一列中每两个元素之间的间隔距离，水平间隔参数hi为同一行中每两个元素之间的间隔距离。

进一步，所述步骤A中vi*hi＝R，若vi和hi有多组乘积，每组乘积分别进行后续的所有步骤，将得到的每组乘积的所有矩阵的总电感以及返回路径质量进行对比，得到最优的引脚分布。通过不同的vi和hi的设置，可以计算得到多组矩阵，从而可以在不同乘积的矩阵中找到最优的引脚分布。