[发明专利]基于GPU的集成电路电容参数提取系统及方法

摘要

一种基于GPU的集成电路电容参数提取系统及方法，该系统包括随机行走开始模块、随机行走跳转模块及随机行走统计模块。各模块在GPU的全局存储器上进行数据交换。每个模块并行运行多个GPU线程。随机行走开始模块中，每个GPU线程生成指定数量的行走起始点并获得行走起始点对应的权值。随机行走跳转模块中，每个GPU线程进行指定次数随机行走，获得每次行走击中导体的编号。随机行走统计模块中，每个GPU线程读取指定数量的击中导体的编号及相应的行走起始点对应的权值用以计算累计电容值及累计电容平方和。若主导体自电容的相对误差未达到目标精度，则估算还需行走的路径数。本发明能够实现集成电路电容参数的快速提取。

主权项

一种基于GPU的集成电路电容参数提取系统，运行于计算设备中，该计算设备包括存储设备、CPU及GPU，所述存储设备存储集成电路版图、预先建立的格林函数库及权值向量，其特征在于，该系统包括：初始化模块，用于(a)设置目标精度q、GPU线程数threadNum、GPU线程块的数目blockNum及总目标路径数pathGoal，其中blockNum是threadNum的约数；(b)从所述存储设备中读取集成电路版图、格林函数库及权值向量；(c)在CPU的内存及GPU的全局存储器中分配电容参数提取所需的存储空间并初始化变量；(d)在所述集成电路版图中建立一个包围主导体的高斯面，高斯面内仅包含主导体并且不与任何环境导体相交；及(e)根据GPU线程数threadNum、GPU线程块的数目blockNum及总目标路径数pathGoal，计算每个GPU线程块的最小目标路径数blockWalkMin与每个GPU线程的最大目标路径数threadWalkMax；随机行走开始模块，用于(f)并行地运行threadNum个GPU线程，每个GPU线程根据建立的高斯面及读取的格林函数库生成threadWalkMax个行走起始点，根据读取的权值向量查找行走起始点对应的权值，并将行走起始点的坐标及行走起始点对应的权值存储到GPU的全局存储器中；随机行走跳转模块，用于(g)并行地运行blockNum个GPU线程块，GPU线程块中的每个GPU线程不断地从GPU的全局存储器中读取行走起始点进行随机行走，直到GPU线程执行了threadWalkMax次行走，或者整个GPU线程块执行了blockWalkMin次行走，每次行走从一个行走起始点开始，直到击中某一导体，将每次行走击中导体的编号存储到GPU的全局存储器中，当所有GPU线程块都执行了blockWalkMin次行走，本模块结束；随机行走统计模块，用于(h)并行地运行threadNum个GPU线程，从GPU的全局存储器中读取随机行走跳转模块存储的击中导体的编号及相应的行走起始点对应的权值，根据读取的击中导体的编号及相应的行走起始点对应的权值计算主导体与每个环境导体的累计电容值及累计电容平方和，并将计算的主导体与每个环境导体的累计电容值及累计电容平方和存储到GPU的全局存储器中；及控制模块，用于(i)将GPU的全局存储器中存储的主导体与每个环境导体的累计电容值及累计电容平方和复制到CPU的内存中；及(j)根据CPU的内存中存储的主导体与每个环境导体的累计电容值及累计电容平方和计算主导体的自电容的相对误差relError，若relError小于等于目标精度q，则计算主导体与每个环境导体之间的耦合电容及主导体的自电容，否则，若relError大于目标精度q，则更新总目标路径数pathGoal，更新后的总目标路径数即达到目标精度还需行走的路径数。