專(zhuān)利名稱(chēng)：參數(shù)化生成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種參數(shù)化生成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的方法。
背景技術(shù)：
在半定制的ASIC (Application Specific Integrated Circuit)設(shè)計(jì)中，標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)給設(shè)計(jì)者提供了一個(gè)聯(lián)系實(shí)際芯片和設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)之間的紐帶。數(shù)字電路設(shè)計(jì)，尤其是納米工藝階段大規(guī)模的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)已經(jīng)成為了設(shè)計(jì)的必須條件，從綜合以后的每個(gè)階段的都離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)的支撐，參考圖I。在目前的SoC (System on Chip)設(shè)計(jì)中，電路的規(guī)模非常巨大，一個(gè)單元的輸出 往往要連接很多個(gè)單元，導(dǎo)致單元的扇出很大，這就需要單元具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。同時(shí)，時(shí)序收斂問(wèn)題在納米級(jí)的芯片設(shè)計(jì)中顯得尤為重要，特別需要單元庫(kù)中有高驅(qū)動(dòng)能力的單元來(lái)緩解緊張的時(shí)序。使單元庫(kù)中的每個(gè)單元具有不同的驅(qū)動(dòng)能力可以有效改善電路的性能，但是這就需要制造一套完整的具有幾百個(gè)單元的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)。對(duì)于庫(kù)的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)包括眾多的單元的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)負(fù)擔(dān)非常大，它們要花費(fèi)大量的精力在仿真、版圖和提參建模上。按照傳統(tǒng)的建庫(kù)方法，為每個(gè)單元設(shè)計(jì)不同的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度，過(guò)程繁瑣、工藝復(fù)雜、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，不適合大規(guī)模使用，因此除了反相器和緩沖器之外，目前的單元庫(kù)中每個(gè)種類(lèi)的單元只包含很少的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。設(shè)計(jì)者必須找到一種有效的能實(shí)現(xiàn)單元高驅(qū)動(dòng)能力的方法，以滿(mǎn)足電路性能的需求。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用將現(xiàn)有邏輯單元并聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)高驅(qū)動(dòng)能力，參考圖2。這種方式雖然可以實(shí)現(xiàn)單元的多驅(qū)動(dòng)能力，但是由于設(shè)計(jì)規(guī)則的約束，并聯(lián)在一起的單元之間必須要有足夠的間距，這無(wú)疑會(huì)造成芯片面積的浪費(fèi)。另外，制作包含用這種方式實(shí)現(xiàn)的單元的延遲信息的查找表工作量很大。這就會(huì)推遲單元庫(kù)的發(fā)布，繼而影響產(chǎn)品的上市時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種參數(shù)化生成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的方法，能夠自動(dòng)的產(chǎn)生不同驅(qū)動(dòng)能力單元的版圖，并且產(chǎn)生的版圖具有緊湊的面積，并且可以方便的獲得其延遲信
肩、O根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種參數(shù)化生成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的方法，包括a)準(zhǔn)備單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖，所述單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的兩側(cè)的有源區(qū)配置為可直接連接山)接收指定多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元個(gè)數(shù)的輸入?yún)?shù)；c)將輸入?yún)?shù)所指定個(gè)數(shù)的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元依次相連接，以形成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的版圖。本發(fā)明的實(shí)施例提供的參數(shù)化生成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的方法，采用參數(shù)化單元(pcell)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的驅(qū)動(dòng)能力。運(yùn)用該方法可以自動(dòng)產(chǎn)生不同驅(qū)動(dòng)能力單元的版圖，n倍驅(qū)動(dòng)能力單元(nU cell)的版圖就是通過(guò)復(fù)制單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元(1U cell)n次來(lái)產(chǎn)生，由于相鄰單元之間沒(méi)有分開(kāi)并且可以共用有源區(qū)，所以以pcell方式實(shí)現(xiàn)的高驅(qū)動(dòng)能力單元的版圖要比傳統(tǒng)的并聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)的單元版圖面積小得多。此外不需要任何仿真就可以從單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的查找表中得到不同驅(qū)動(dòng)能力單元的延遲信息。因此，采用本發(fā)明的方法可以又快又精確地產(chǎn)生高密度單元庫(kù)，且每種類(lèi)型的單元都包含不同的驅(qū)動(dòng)能力。


通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯圖I為標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)對(duì)ASIC設(shè)計(jì)流程支撐示意圖；圖2為為用并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)多驅(qū)動(dòng)能力的示意圖；
圖3為用pcell形式實(shí)現(xiàn)的n陪驅(qū)動(dòng)能力的單元的示意圖；圖4為用pcell實(shí)現(xiàn)多驅(qū)動(dòng)能力的版圖設(shè)計(jì)流程示意圖；圖5為單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元反相器的版圖示意圖；圖6為pcell方法生成的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度為圖5所示的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元反相器的5倍的單元的版圖示意圖；圖7為以IU cell方式實(shí)現(xiàn)nU cell時(shí)序信息的等效電路圖；圖8為本發(fā)明提供的參數(shù)化生成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的方法的一種具體實(shí)施方式
的流程示意圖。附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)描述。下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識(shí)到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對(duì)公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。參考圖8，首先，執(zhí)行步驟S101，準(zhǔn)備單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖，所述單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的兩側(cè)的有源區(qū)配置為可直接連接。本發(fā)明的要旨在于根據(jù)需要將不同數(shù)量的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖直接連接，從而可以在滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的需求的同時(shí)縮小生成的版圖的總面積。因此，單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的兩側(cè)的有源區(qū)需要配置為可直接連接。例如，對(duì)單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，使單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元左側(cè)和右側(cè)的有源區(qū)都接電源(pmos管的位于單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元兩側(cè)的有源區(qū)接VDD，nmos管的位于單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元兩側(cè)的有源區(qū)接VSS)，即實(shí)現(xiàn)多個(gè)單元連接的時(shí)候可以共用有源區(qū)。例如，如圖3所示，n個(gè)單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元可以通過(guò)共用有源區(qū)而連接在一起。圖5為示例的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖示意圖，在該實(shí)施例中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元為2X反相器。在其他實(shí)施例中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元還可以是緩沖器等。如圖所示，反相器版圖包括上方的nmos有源區(qū)501和下方的pmos有源區(qū)502，共用的從上到下延伸的兩條柵極507，多塊金屬布線(xiàn)層509，以及用于將金屬布線(xiàn)層509與下方的柵極或有源區(qū)連接的多個(gè)接觸塞508。如圖所示，該單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元中nmos有源區(qū)501和pmos有源區(qū)502的兩側(cè)都是對(duì)稱(chēng)的。即nmos有源區(qū)501的兩側(cè)503和504在位置上對(duì)應(yīng)且都接電源VSS ；pmos 有源區(qū)502的兩側(cè)505和506在位置上對(duì)應(yīng)且都接電源VDD。因此，如果并排布置兩個(gè)這樣的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元，則兩個(gè)單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元中的有源區(qū)可以連接起來(lái)。在其他實(shí)施例中，可以有不同布置的版圖。在準(zhǔn)備了兩側(cè)的有源區(qū)配置為可直接連接的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖之后，就可以根據(jù)用戶(hù)的指定來(lái)將指定個(gè)數(shù)的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖相連，獲得高倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖。此過(guò)程可以通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。例如，首先執(zhí)行步驟S102，接收指定多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元個(gè)數(shù)的輸入?yún)?shù)。例如，用戶(hù)可以指定將任意個(gè)數(shù)的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖相連。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)可以設(shè)定輸入?yún)?shù)n和X。其中n是指實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度相比于單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的倍數(shù)，也就是需要相連的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的個(gè)數(shù)。、是指工藝指定的最小柵長(zhǎng)，例如65nm工藝，最小柵長(zhǎng)就是65nm。在參數(shù)化的單元中用來(lái)繪制晶體管的柵極。各個(gè)圖層的位置信息都是n和\的線(xiàn)性表達(dá)式。在其他實(shí)施例中，可以根據(jù)使用的工藝固定參數(shù)入，用戶(hù)僅需要輸入?yún)?shù)n。之后，可以執(zhí)行步驟S103，將輸入?yún)?shù)所指定個(gè)數(shù)的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元依次相連接，以形成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的版圖。一個(gè)示例的流程如圖4所示。該流程圖中的示例方法可以用pcell的方式,使用tcl, python, skill等語(yǔ)言在相應(yīng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)上編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)。圖6中顯示了將5個(gè)圖5所示的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的有源區(qū)連接在一起獲得的5倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元。其中每個(gè)單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的nmos有源區(qū)連接在一起獲得5倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的有源區(qū)601 ;每個(gè)單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的pmos有源區(qū)連接在一起獲得5倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的有源區(qū)602。上述方法實(shí)現(xiàn)的多倍驅(qū)動(dòng)能力單元具有對(duì)稱(chēng)版圖，即n倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元本身的寄生電容是單位驅(qū)動(dòng)單元的n倍。因此n倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的延時(shí)以及輸出轉(zhuǎn)換時(shí)間可以轉(zhuǎn)化為單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元(IU)的延時(shí)。因此，可以根據(jù)單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的時(shí)序信息計(jì)算多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的時(shí)序信息。如圖7所示，n倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元(nU)的負(fù)載電容C由兩部分組成，本征電容Cint和外部負(fù)載電容Crart,即
C=Cint+Cext (I)由于n倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元版圖結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，使得它的本征電容是單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的本征電容的n倍，進(jìn)而，可以使用單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元來(lái)計(jì)算n倍驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的時(shí)序信息。即D(G, n, C, Tin) =D(G, I, C/n, Tin)(2)Tout (G, n, C, Tin) =Tout (G, I, C/n, Tin) (3)其中，D指的是單元延時(shí)；G指單元類(lèi)型；C是負(fù)載電容；!^是輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間J-是輸出轉(zhuǎn)換時(shí)間。從公式(I) (3)可以看出，n倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的時(shí)序信息查找表可以由單位強(qiáng)度 驅(qū)動(dòng)單元的時(shí)序信息查找表來(lái)代替，只需要將倍數(shù)n作為系數(shù)乘以單位輕度驅(qū)動(dòng)單元的時(shí)序信息即可。值得注意的是，在計(jì)算過(guò)程中要注意負(fù)載電容的變化。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此夕卜，顯然“包括” 一詞不排除其他模塊或步驟，單數(shù)不排除復(fù)數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種參數(shù)化生成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的方法，包括 a)準(zhǔn)備單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖，所述單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的兩側(cè)的有源區(qū)配置為可直接連接； b)接收指定多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元個(gè)數(shù)的輸入?yún)?shù)； c)將輸入?yún)?shù)所指定個(gè)數(shù)的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的依次相連接，以形成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的版圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的兩側(cè)的有源區(qū)位置上對(duì)應(yīng)并且都接電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的兩側(cè)的nmos的有源區(qū)接VSS, pmos的有源區(qū)接VDD。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元為反相器或者緩沖器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括根據(jù)單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的時(shí)序信息計(jì)算多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的時(shí)序信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種參數(shù)化生成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的方法，包括a)準(zhǔn)備單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的版圖，所述單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的兩側(cè)的有源區(qū)配置為可直接連接；b)接收指定多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元中單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元個(gè)數(shù)的輸入?yún)?shù)；c)將輸入?yún)?shù)所指定個(gè)數(shù)的單位驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度單元的依次相連接，以形成多倍強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)單元的版圖。本發(fā)明通過(guò)參數(shù)化可編程的單元的方式實(shí)現(xiàn)高驅(qū)動(dòng)能力的單元，可以通過(guò)設(shè)置一系列輸入?yún)?shù)來(lái)產(chǎn)生單元的版圖。并且產(chǎn)生的版圖中有源區(qū)直接相連，從而獲得緊湊的布圖設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102968527SQ20121045696
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者陳嵐, 周寵, 尹明會(huì), 趙劼 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所