[发明专利]多层超大规模集成电路层间耦合的迭代求解方法及装置有效

专利信息
申请号: 202110425193.5 申请日: 2021-04-20
公开(公告)号: CN112989735B 公开(公告)日: 2021-09-24
发明(设计)人: 唐章宏;邹军;王芬;汲亚飞;黄承清 申请(专利权)人: 北京智芯仿真科技有限公司
主分类号: G06F30/3308 分类号: G06F30/3308;G06T17/20
代理公司: 北京星通盈泰知识产权代理有限公司 11952 代理人: 李筱
地址: 100085 北京市海淀区信*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 多层 超大规模集成电路 耦合 求解 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种多层超大规模集成电路层间耦合的迭代求解方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S100、大规模集成电路总计为N+1层,各层编号为,当考虑大规模集成电路的第m层电流源时,称该层为第m源层,且设置第m源层的作用层的初始值为除第m源层的其他N层集成电路所有层,记为,即第m源层的影响范围最远距离为层;第0层为底层;设置所有源层的源项之中的其他源层对其影响的部分为0;

步骤S200、设置m=0;

步骤S300、对第m源层,利用并矢格林函数计算第m源层对第l层的影响,记为Gml,然后基于Gml更新第l层的源项之中的第m源层对其影响的部分,对第l层施加二维有限元计算其电磁场分布从而更新该层的电磁场和电流分布,计算得到该层电磁场的改变量dEml,其中;设置m=m+1,如果mN,重复执行步骤300;否则,执行步骤S400;

步骤S400、如果成立,迭代结束,输出各层的电磁场,其中为预先设定的迭代精度;否则,执行步骤S500;

步骤S500、计算所有Gml中的最大值Gmax和最小值Gmin,计算并矢格林函数的有效影响值,其中thredshold为预先设定的并矢格林函数影响的舍弃阈值;

步骤S600、选取出所有满足GmlG条件的Gml,记为Gthredshold,计算所有Gthredshold中距离层m最近的层lnear的层数,记,更新为的平均值,即,转入步骤S200;

其中,所述步骤S300中还包括对第l层的迭代:

S310、在上一次迭代的情况下,每层PCB板的电磁场记为;

S320、设置;

S330、计算第m层分布的电流源对第l层的影响Gml,基于Gml更新第l层的源项之中的第m源层对其影响的部分,对第l层施加二维有限元计算其电磁场分布从而更新该层的电磁场和电流分布,同时计算该层电磁场的改变量dEml,此时第l层的电磁场变为;

S340、l=l+1,返回步骤S330,直到;

并且,其中根据集成电路分层的特殊结构,第m源层在第l层产生的影响Gml可分解为位于第m源层的点电流源在第l层产生的电场表达式的叠加,所述第m源层的点电流源在第l层产生的电场表达式为利用并矢格林函数给出的特殊的解析表达式,多层集成电路的电流源为层状分布,即在复杂形状的集成电路版图的每个金属层上分布的电流密度只与xy轴方向有关,与z轴方向无关,电流密度分布仅为xy的函数;所述第m源层在第l层产生的影响Gml可分解为位于第m源层的点电流源在第l层产生的电场表达式的叠加的具体方法为:将位于第m源层的点电流源在第l层产生的电场表达式作为二维高斯积分的被积函数,基于场的线性叠加原理计算第m源层的简单形状多边形的面电流源在相同位置产生的场,二维面S内的第m源层在第l层产生的场通过所述二维高斯积分计算:

其中,E(x,y,z)为所述二维面S内的电流源在空间任意点(x,y,z)产生的场,为所述二维面S内任意位置的点电流源在空间任意点(x,y,z)产生的场的并矢格林函数的表达式,表示二维面S内二维高斯积分对应的高斯积分点,p,q分别表示u,v方向的第p个,第q个高斯积分点,是对应高斯积分点的权重因子;在迭代过程中根据并矢格林函数的影响值G的大小确定能够忽略的层,自适应调节第m源层对其临近的第l层施加影响的范围。

2.一种多层超大规模集成电路层间耦合的迭代装置,其特征在于,包括作用层迭代模块、源层迭代模块、源项更新模块、电磁场的改变量更新模块和N+1层的大规模集成电路,各层编号为;

所述作用层迭代模块用于迭代更新源层作用层,且设置第m源层的作用层的初始值为除第m源层的其他N层集成电路所有层,即;

所述源层迭代模块用于更新迭代源层;

所述源项更新模块用于当源层更新时,利用并矢格林函数计算更新后的源层对其他所有层的影响Gml

所述电磁场的改变量更新模块基于Gml更新第l层的源项之中的第m源层对其影响的部分,通过二维有限元计算第l层的电磁场分布从而更新该层的电磁场和电流分布,从而计算该层电磁场的改变量dEml

其中,所述作用层迭代模块通过选取出所有满足|Gml|G条件的Gml,记为Gthredshold,其中G为并矢格林函数的有效影响值,计算所有Gthredshold中距离层m最近的层lnear的层数,记为,更新为的平均值,即;

其中,并矢格林函数的有效影响值G的求解方式如下:选取Gml中的最大值Gmax和最小值Gmin,计算并矢格林函数的有效影响值,其中thredshold为预先设定的并矢格林函数影响的舍弃阈值;并且,其中根据集成电路分层的特殊结构,第m源层在第l层产生的影响Gml可分解为位于第m源层的点电流源在第l层产生的电场表达式的叠加,所述第m源层的点电流源在第l层产生的电场表达式为利用并矢格林函数给出的特殊的解析表达式,多层集成电路的电流源为层状分布,即在复杂形状的集成电路版图的每个金属层上分布的电流密度只与xy轴方向有关,与z轴方向无关,电流密度分布仅为xy的函数;其中,所述第m源层在第l层产生的影响Gml可分解为位于第m源层的点电流源在第l层产生的电场表达式的叠加的具体方法为:将位于第m源层的点电流源在第l层产生的电场表达式作为二维高斯积分的被积函数,基于场的线性叠加原理计算第m源层的简单形状多边形的面电流源在相同位置产生的场,二维面S内的第m源层在第l层产生的场通过所述二维高斯积分计算:

其中,E(x,y,z)为所述二维面S内的电流源在空间任意点(x,y,z)产生的场,为所述二维面S内任意位置的点电流源在空间任意点(x,y,z)产生的场的并矢格林函数的表达式,表示二维面S内二维高斯积分对应的高斯积分点,p,q分别表示u,v方向的第p个,第q个高斯积分点,是对应高斯积分点的权重因子。

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