CN103559352A - 一种标准单元及其建立、使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种标准单元及其建立、使用方法。所述标准单元包括，符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图；对物理版图的几何尺寸值进行微调的程序；描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数；根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序。本发明实施例提供的标准单元可以根据符合预定要求的电路性能值通过几何尺寸值求解程序得到物理版图的几何尺寸值，根据求解得到的几何尺寸值通过几何尺寸值微调程序对初始标准单元进行微调，得到新标准单元。所以，本发明实施例提供的标准单元及其建立、使用方法，能够克服现有技术中由于需要调用标准单元而需预先创建庞大数量的标准单元库的缺陷。

Description

一种标准单元及其建立、使用方法

技术领域

本发明属于集成电路设计自动化技术领域，具体涉及一种标准单元及其建立、使用方法。

背景技术

标准单元库是支持数字集成电路设计自动化流程的基础数据之一，标准单元库从前端功能仿真到后端版图实现支撑着整个集成电路自动化设计流程。标准单元库包括若干个预先设计好的标准单元，包括了元器件的版图图形以及面积、电路功耗、时序和驱动能力等电路性能值，标准单元具有通用的接口实现和规则结构，集成电路设计者或者综合工具根据设计要求，调用标准单元库中需要的标准单元来完成集成电路的版图布图设计。基于标准单元库的集成电路设计可以极大提高电路的设计效率。

传统的标准单元的版图和内部电路的器件参数值均为预先设定的固定值，其面积、电路功耗、时序和驱动能力等电路性能值相应地也是固定的。在采用传统标准单元建立标准单元库的过程中通常需要有尽可能丰富的标准单元类型以备选择，使得综合工具在综合过程中有更多的选择，实现以最小的代价满足速度、电路功耗、面积等各种约束条件，这样就需要创建数量庞大的标准单元库。但是，创建庞大数量的标准单元库需要较大的存储空间，造成存储成本较高。另外，从庞大数量的标准单元库中查找预定的标准单元的过程繁琐，使得查找开发成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种标准单元及其建立、使用方法，以克服现有技术中创建庞大数量的标准单元库所存在的困难。

为了实现上述发明目的，本发明的第一方面提供了一种标准单元的建立方法，该标准单元的建立方法包括，包括，

建立符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图；建立对物理版图的几何尺寸值进行微调的程序；建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数；建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序；

所述器件参数值包括物理版图中的几何尺寸值。

较优地，所述建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图的电路性能值的关系函数，具体包括，

确定所述物理版图内的每个器件的几何尺寸值取值点；

组合所述物理版图内的各个器件的所述几何尺寸值取值点，构成若干个几何尺寸值取值点组，所有所述几何尺寸值取值点组构成第一几何尺寸值取值点集合，所述几何尺寸值取值点组包含所述物理版图内每个器件的一个所述几何尺寸值取值点；

根据所述第一几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组，对所述初始标准单元物理版图的几何尺寸进行微调，得到新标准单元物理版图；

获取每一个所述新标准单元物理版图的电路性能值，构成第一物理版图电路性能值集合；所述第一几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组与所述第一物理版图电路性能值集合内的电路性能值存在第一对应关系；

根据所述第一对应关系，采用插值方法，获取不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值；

根据所述第一对应关系和所述采用插值方法获取的不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值，建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图的电路性能值的关系函数。

较优地，所述几何尺寸值包括栅宽值和/或栅长值，设定所述初始标准单元内每一器件的栅宽值变化范围及相邻变化点之间的最小栅宽值变化量ΔW_min，和/或，设定所述初始标准单元内每一器件的栅长值变化范围及相邻变化点之间的最小栅长值变化量ΔL_min，所述确定所述物理版图内的每个器件的几何尺寸值取值点，包括，

根据物理版图内的每一器件的所述栅宽值变化范围及相邻变化点之间的最小栅宽值变化量ΔW_min确定与所述器件相对应的栅宽值取值点，和/或，根据物理版图内每一器件所述栅长值变化范围及相邻变化点之间的最小栅长值变化量ΔL_min确定与所述器件相对应的栅长值取值点；

组合每一器件的所述栅宽值取值点和/或所述栅长值取值点，确定与所述物理版图内的每个器件的几何尺寸值取值点。

较优地，所述获取每一个所述新标准单元物理版图的电路性能值，包括，

获取所述新标准单元物理版图的包含寄生参数的网表；

根据所述包含寄生参数的网表，获取所述新标准单元物理版图的电路性能值。

较优地，设定不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组为第一预定几何尺寸值取值点组，所述根据所述第一对应关系，采用插值方法，获取不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值，包括，

从所述第一几何尺寸值取值点集合中查找与所述第一预定几何尺寸值取值点组临近的第一几何尺寸值取值点集合的子集，所述第一几何尺寸值取值点集合的子集中的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值构成所述第一物理版图电路性能值集合的子集，所述几何尺寸值取值点组的子集中的几何尺寸值取值点组与所述第一物理版图电路性能值集合的子集中的电路性能值存在第二对应关系；

根据所述第二对应关系，采用插值方法，获取所述第一预定几何尺寸值取值点组对应的第一预定电路性能值。

较优地，所述建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序，包括，

根据第二预定物理版图电路性能值，构成第二物理版图电路性能值集合；

根据所述描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数，构建与所述第二物理版图电路性能值集合内的第二预定电路性能值对应的包含所述物理版图内所述几何尺寸值取值点组的第二几何尺寸值取值点集合；所述第二物理版图电路性能值集合内的电路性能值与所述第二几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组存在第三对应关系；

根据所述第三对应关系，采用插值方法，获取不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值对应的几何尺寸值取值点组；

根据所述第三对应关系和所述采用插值方法获取的不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值对应的几何尺寸值取值点组，建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序。

较优地，设定不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值为第三预定电路性能值，所述根据所述第三对应关系，采用插值方法，获取不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值对应的几何尺寸值取值点，包括，

从所述第二物理版图电路性能值集合中查找与所述预定电路性能值临近的电路性能值构成的第二物理版图电路性能值集合的子集，所述第二物理版图电路性能值集合的子集中的电路性能值对应的几何尺寸值取值点构成第二几何尺寸值取值点集合的子集，所述第二物理版图电路性能值集合的子集中的电路性能值与所述第二几何尺寸值取值点集合的子集中的几何尺寸值取值点组存在第四对应关系；

根据所述第四对应关系，采用插值方法，获取所述预定电路性能值对应的几何尺寸值取值点。

本发明的第二方面提供了一种标准单元，该标准单元包括，

符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图；

对物理版图的几何尺寸值进行微调的程序；

描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数；

根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序；

其中，所述器件参数值包括物理版图中的几何尺寸值。

较优地，所述描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数，包括，

第一几何尺寸值取值点集合，所述第一几何尺寸值取值点集合内包含所述物理版图内的几何尺寸值取值点组；

第一物理版图电路性能值集合，所述第一物理版图电路性能值集合内的电路性能值与所述第一集合尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组存在第一对应关系。

较优地，所述几何尺寸值取值点，包括，栅宽值取值点和/或栅长值取值点。

较优地，所述根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序，包括，

第二物理版图电路性能值集合，所述第二物理版图电路性能值集合内包含有至少一个电路性能值；

第二几何尺寸值取值点集合，所述第二几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组与所述第二物理版图电路性能值集合内的电路性能值存在第三对应关系。

本发明的第三方面提供了一种标准单元的使用方法，该使用方法包括，预先建立符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图，其特征在于，包括，

获取符合预定要求的标准单元版图的电路性能值；

根据所述电路性能值获取标准单元物理版图的几何尺寸值；

根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图进行微调，以获得新标准单元物理版图；

根据所述几何尺寸值获取所述新标准单元物理版图的电路性能值；

其中，所述器件参数值包括几何尺寸值。

较优地，所述根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图进行微调，包括，根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图的栅宽的微调，和/或，根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图的栅长的微调。

较优地，选定直角坐标系，以所述栅宽所在的方向为所述直角坐标系的X轴方向，所述栅长所在的方向为所述直角坐标系的Y轴方向，所述根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图的栅宽的微调，包括，

设定栅宽微调值为ΔW；

遍历所述初始标准单元版图上的全部图形的所有顶点；

令扩散图形的上边沿的顶点及该边沿以上的顶点的X轴方向的坐标值保持不变，将所述扩散图形的上边沿的顶点及该边沿以上的顶点的Y轴方向的坐标值Y_old更新为Y_new，其中，Y_new=Y_old+ΔW，同时，令扩散图形的上边沿以下的顶点的X轴方向的坐标值和Y轴方向的坐标值保持不变；

或者，根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图的栅长的微调，包括，

设定栅长微调值为ΔL；

遍历所述初始标准单元的版图内的全部图形的所有顶点；

对被微调栅右边沿上的顶点及该边沿之外的顶点的X轴方向的坐标值由原来的X_old更新为X_new，其中，X_new=X_old+ΔL，并令所述Y轴方向的坐标值保持不变，同时，令被微调栅左侧的顶点的X轴方向的坐标值和Y轴方向的坐标值保持不变。

通过本发明实施例提供的标准单元建立方法建立的标准单元为虚拟标准单元，该虚拟标准单元不仅包括具有固定器件参数值的初始标准单元，即传统的固定标准单元，该虚拟标准单元还包括对标准单元物理版图的几何尺寸值进行微调的程序（几何尺寸值微调程序）、描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数，以及根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序（几何尺寸值求解程序）。

因此，本发明实施例提供的标准单元可以根据符合预定要求的电路性能值通过几何尺寸值求解程序得到物理版图的几何尺寸值，根据求解得到的几何尺寸值通过几何尺寸值微调程序对初始标准单元进行微调，得到新标准单元。所以，本发明实施例提供的标准单元使用方法可以根据实际需要构建不同的标准单元，在实际设计过程中可以依据预定的电路性能值构建不同的标准单元，克服了现有技术中由于需要调用标准单元而需预先创建庞大数量的标准单元库，因而，节省了大量的标准单元库的存储空间，而且由于可以在实际设计过程中构建所需要的标准单元，所以也避免了需要再庞大数量的标准单元库中查找需要的标准单元库的繁琐，进一步节省了查找预定标准单元的开发成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中新要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的标准单元建立方法的流程图；

图2是本发明实施例一提供的标准单元建立方法中建立描述物理版图的几何尺寸值与电路性能值的关系函数的方法流程图；

图3是本发明实施例一提供的标准单元建立方法中建立根据物理版图的电路性能值求解几何尺寸值的程序的方法流程图；

图4是本发明实施例二提供的标准单元示意图；

图5是本发明实施例三提供的标准单元使用方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为提供一种能够克服现有技术中创建庞大数量的标准单元库所存在的缺陷，本发明实施例提供以下技术方案。

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的标准单元的建立方法的流程图，该方法包括以下步骤：

S11、建立符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图：

其中，该初始标准单元可以是现有技术中的“固定标准单元”，即该初始标准单元的版图和内部电路的器件参数值均是固定的，其电路性能值（包括面积、电路功耗、时序以及驱动能力等）也是固定的；另外，“预定要求”可以由具体设计需求而定。需要说明的是，所述器件参数值包括物理版图的几何尺寸值，该几何尺寸值可以包括栅极图形的栅宽值，也可以包括栅长值，还可以同时包括栅宽值和栅长值。

S12、建立对物理版图的几何尺寸值进行微调的程序：

需要说明的是，对物理版图的几何尺寸值进行微调包括对栅长值的微调和/或栅宽值的微调。该处“微调”是指进行小幅度的变化，栅长变化上一般以栅极接触孔的尺寸与接触孔间距之和作为衡量标准，栅宽变化上一般以源漏接触孔的尺寸与接触孔间距之和作为衡量标准，多至数倍于这个和值。下文中提到的所有“微调”都与该步骤S12中的“微调”具有相同的含义。

当对栅宽值和栅长值均进行微调时，可以先对栅宽值进行微调，再对栅长值进行微调，或者，也可以先对栅长值进行微调，再对栅宽值进行微调。

在进行微调之前，预先选定直角坐标系，以所述栅宽所在的方向为所述直角坐标系的X轴方向，以所述栅长所在的方向为所述直角坐标系的Y轴方向。设定栅宽微调值为ΔW，设定栅长微调值为ΔL。

其中，对栅宽值的微调，包括，

遍历所述初始标准单元版图上的全部图形的所有顶点；

令扩散图形的上边沿的顶点及该边沿以上的顶点的X轴方向的坐标值保持不变，将所述扩散图形的上边沿的顶点及该边沿以上的顶点的Y轴方向的坐标值Y_old更新为Y_new，其中，Y_new=Y_old+ΔW，同时，令原扩散图形的上边沿以下的顶点的X轴方向的坐标值和Y轴方向的坐标值保持不变。

其中，对栅长值的微调，包括，

遍历所述初始标准单元的版图内的全部图形的顶点；

对被微调栅右边沿上的顶点及该边沿之外的顶点的X轴方向的坐标值由原来的X_old更新为X_new,其中，X_new=X_old+ΔL，并令所述Y轴方向的坐标值保持不变，同时，令被微调栅左侧的顶点的X轴方向的坐标值和Y轴方向的坐标值保持不变。

对标准单元版图内的栅按一定方向如从左向右遍历，按上述坐标变换依次处理栅长被微调的栅。

S13、建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数：

参见图2，建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数，可以具体包括以下步骤：

S131、确定所述物理版图内的每个器件的几何尺寸值取值点：

众所周知，集成电路的一个标准单元物理版图内通常会包括多个器件，每个器件具有一定的几何尺寸值。通常情况下，如上所述，该几何尺寸值包括栅极图形的栅宽值和/或栅长值。所以，确定所述物理版图内的每个器件的几何尺寸值取值点包括确定每个器件的栅宽值取值点和/或栅长值取值点。

其中，确定器件的栅宽值取值点可以采用以下步骤：

首先，设定该初始标准单元内每一器件的栅宽值变化范围【W_min，W_max】及相邻变化点之间的最小栅宽值变化量ΔW_min。该最小栅宽值变化量ΔW_min可以为栅宽微调的最小幅度，一般以源漏接触孔的尺寸与接触孔间距之和作为衡量标准。

接着，根据该器件的栅宽值变化范围【W_min，W_max】及相邻变化点之间的最小栅宽值变化量ΔW_min，确定该器件的栅宽值取值点。该栅宽值取值点可以为多个，可以组成一个栅宽值取值点集合，该集合内的元素为每个栅宽值取值点。具体地，该栅宽值取值点集合可以为{W_min，W_min+ΔW_min,W_min+2ΔW_min,…,W_min+iΔW_min,W_norm，…，W_max}。

其中，确定器件的栅长值取值点可以采用以下步骤：

首先，设定该初始标准单元内每一器件的栅长值变化范围【L_min，L_max】及相邻变化点之间的最小栅长值变化量ΔL_min。该最小栅长值变化量ΔL_min可以为栅长微调的最小幅度，栅长变化上一般以栅极接触孔的尺寸与接触孔间距之和作为衡量标准

接着，根据该器件的栅长值变化范围【L_min，L_max】及相邻变化点之间的最小栅长值变化量ΔL_min；确定该器件的栅长值取值点。该栅长值取值点可以为多个，可以组成一个栅长值取值点集合，该集合内的元素为每个栅长值取值点。具体地，该栅长值取值点集合可以为{L_min，L_min+ΔL_min,L_min+2ΔL_min,…,L_min+iΔL_min,L_norm，…，L_max}。

作为本发明的一个实施例，器件的几何尺寸值可以仅包括器件的栅宽值，此时，上述确定的器件栅宽值取值点即为该器件的几何尺寸值取值点。

作为本发明的另一实施例，器件的几何尺寸值还可以仅包括器件的栅长值，此时，上述确定的器件栅宽值取值点即为该器件的几何尺寸值取值点。

作为本发明的又一实施例，器件的几何尺寸值还可以同时包括器件的栅宽值和栅长值，此时需要组合该器件的栅宽值和栅长值，组合后的每对栅宽值和栅长值作为器件的几何尺寸值取值点。此时，器件的一个几何尺寸值取值点包括该器件的栅宽值和栅长值。

S132、组合所述物理版图内的各个器件的几何尺寸值取值点，构成几何尺寸值取值点组：

根据上述确定的所述物理版图内的每个器件的各个几何尺寸值取值点，将该物理版图内的各个器件的其中一个几何尺寸值取值点组合，构成几何尺寸值取值点组。可以理解，该一个几何尺寸值取值点组内包含有所述物理版图内的各个器件的一个几何尺寸值取值点。举例说明，假设该物理版图内包括m个器件，每个器件有n个几何尺寸值取值点。设定第一个器件的几何尺寸值取值点为{H_1,1、H_1,2，…，H_1,n}，第i个器件的几何尺寸值取值点为{H_i,1、H_i,2，…，H_i,n}，…….，第m个器件的几何尺寸值取值点为{H_m,1、H_m,2，…，H_m,n}，则由各个器件的几何尺寸值取值点构成的一个几何尺寸值取值点组为{H_1,1,…,H_i,1,…,H_n,1}。所以，物理版图内的器件的几何尺寸值取值点决定了几何尺寸值取值点组的个数。理论上说，一个器件有多少个几何尺寸值取值点，就可以构成多少个几何尺寸值取值点组。所有几何尺寸值取值点组构成第一物理版图几何尺寸值取值点集合。第一物理版图几何尺寸值集合内的元素为几何尺寸值取值点组，一个几何尺寸值取值点组为第一物理版图几何尺寸值集合的一个元素。

S133、根据所述几何尺寸值取值点组内的几何尺寸值取值点，对所述初始标准单元物理版图内的几何尺寸进行微调，得到新标准单元物理版图：

根据几何尺寸值取值点组内的每个器件的几何尺寸值取值点，对所述初始标准单元物理版图内的相应器件的几何尺寸进行微调，得到器件几何尺寸值为几何尺寸值取值点组内的几何尺寸值取值点的新标准单元物理版图。因此，得到的新标准单元物理版图的器件几何尺寸也是固定的。

S134、获取该新标准单元物理版图的电路性能值：

通过寄生参数提取软件获取该新标准单元物理版图的包含寄生参数的网表，通过该包含寄生参数的网表，借助电路仿真软件，获取该新标准单元的电路性能值，该电路性能值包括电路功耗、时序、驱动能力等性能指标。当然也可以通过其它方式获取该新标准单元物理版图的包含寄生参数的网表和电路性能值。

通过步骤S132至步骤S134得到了物理版图内的一个几何尺寸值取值点组对应的一个新标准单元的电路性能值。

由上述描述可知，标准单元内的器件有多少个几何尺寸值取值点，就可以构成多少个几何尺寸值取值点组，所以重复步骤S132至步骤S134，可以得到不同几何尺寸值取值点组内的几何尺寸值取值点对应的不同标准单元的电路性能值。该不同标准单元的电路性能值构成第一物理版图电路性能值集合。

由于第一物理版图电路性能值集合内的电路性能值是根据第一物理版图几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组得来的，所以，第一物理版图几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组与第一物理版图电路性能值集合内的电路性能值存在第一对应关系。从数学集合的角度来说，第一物理版图几何尺寸值取值点集合内的元素与第一物理版图电路性能值几何内的元素存在一一映射关系。

S135、根据所述第一对应关系，采用插值方法，获取不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值：

采用插值方法（例如拉格朗日插值方法），根据上述已知的第一对应关系，获取不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含（覆盖）的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值。

采用插值方法获取不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值，具体地可以采用以下方法。为了方便描述，设定不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组为第一预定几何尺寸值取值点组。

该获取方法，包括，首先，从所述第一几何尺寸值取值点集合内查找与所述第一预定几何尺寸值取值点组邻近的第一几何尺寸值取值点集合的子集。需要说明的是，所述“与第一预定几何尺寸值取值点组邻近”的第一几何尺寸值取值点集合的子集内的几何尺寸值取值点组与第一预定几何尺寸值取值点组的相对误差绝对值在一定范围内，例如在小于15%范围内。

接着，根据第一对应关系，从第一物理版图电路性能值集合中找出与上述第一几何尺寸值取值点集合的子集相对应的第一物理版图电路性能值集合的子集，该两子集内的元素存在第二对应关系。即，第一几何尺寸值取值点集合的子集中的几何尺寸值取值点组与第一物理版图电路性能值集合的子集内的电路性能值存在第二对应关系。

然后，根据上述第二对应关系，采用插值方法，如拉格朗日插值方法，获取第一预定几何尺寸值取值点组对应的第一预定电路性能值。

S136、根据所述第一对应关系和所述采用插值方法获取的不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸取值点组对应的电路性能值，建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图的电路性能值的关系函数。

通过上述步骤建立的描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图的电路性能值的关系函数GEOMETRY2PERFORMANCE，可以获得任意给定的器件几何尺寸值对应的标准单元的电路性能值。

具体为，对于给定的器件几何尺寸值组，首先在第一几何尺寸值取值点集合内查找，如果查找到与该给定器件几何尺寸值相对应的几何尺寸值组，则该器件几何尺寸值组对应的电路性能值即为所要求的标准单元的电路性能值。否则，在第一几何尺寸值取值点集合中查找与给定器件几何尺寸值组邻近的第一几何尺寸值取值点集合的子集，然后采用插值方法，根据该第一几何尺寸值取值点集合的子集及其对应的第一物理版图电路性能值的子集，求得该给定器件几何尺寸值组对应的电路性能值。

S14、建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序：

该根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序的建立方法步骤与上述所述的描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数的方法步骤基本相同，其区别仅在于该根据物理版图的电路性能值求解几何尺寸值的程序的建立方法是根据已知的电路性能值求解器件的几何尺寸值并得出两者之间的对应关系，而描述物理版图的几何尺寸值与电路性能值的关系函数的建立方法是根据已知的几何尺寸值求解电路性能值并得出两者之间的对应关系。如果将描述物理版图的几何尺寸值与电路性能值的关系函数看作第一函数，根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序看作第二函数，则从数学的角度可以理解为第一函数和第二函数互为反函数。

优选地，参见图3，该建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序的方法，具体包括以下步骤：

S141、根据第二预定物理版图电路性能值，构成第二物理版图电路性能值集合：

其中，第二预定物理版图电路性能值可以为多个，将所述第二预定物理版图电路性能值作为集合的元素，构成第二物理版图电路性能值集合。

S142、根据描述物理版图的几何尺寸值与物理版图电路性能值的关系函数，构建与第二物理版图电路性能值集合内的第二预定电路性能值对应的第二几何尺寸值取值点集合，该第二物理版图电路性能值集合内的第二预定电路性能值与所述第二几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组存在第三对应关系。

由于所述的描述物理版图的几何尺寸值与物理版图电路性能值的关系函数GEOMETRY2PERFORMANCE中的几何尺寸值组与电路性能值存在一一对应关系，所以根据上述所述的关系函数GEOMETRY2PERFORMANCE，则可以由第二预定物理版图电路性能值查找到与其对应的第二预定几何尺寸值。将查找到的第二预定几何尺寸值作为集合的元素，构建第二几何尺寸值取值点集合。所述第二物理版图电路性能值集合内的电路性能值与所述第二几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组存在第三对应关系。

S143、根据所述第三对应关系，采用插值方法，获取不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值对应的几何尺寸值取值点组；

与步骤S135相似，采用插值方法（例如拉格朗日插值方法），根据上述已知的第三对应关系，获取不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含（覆盖）的电路性能值对应的几何尺寸值组。

S144、根据所述第三对应关系和所述采用插值方法获取的不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值对应的几何尺寸值取值点组，建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序。

通过建立的根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序SPEC2GEOMETRY，可以获得任意给定的电路性能值对应的几何尺寸值组，进而得到相应器件的几何尺寸值。

具体为，对于给定的电路性能值，首先在第二物理版图电路性能值集合内查找，如果查找到与该给定电路性能值相对应的电路性能值，则该电路性能值对应的几何尺寸值即为所要求的器件几何尺寸值。否则，在第二物理版图电路性能值集合中查找与给定电路性能值邻近的第二物理版图电路性能值集合的子集，然后采用插值方法，根据与给定电路性能值相近的第二物理版图电路性能值集合的子集及其对应的第二几何尺寸值取值点集合的子集，求得该给定电路性能值对应的几何尺寸值。

需要说明的是，所述与给定电路性能值邻近的第二物理版图电路性能值集合的子集内的电路性能值是与给定电路性能值的相对误差绝对值在一定范围内，例如在小于15%范围内。

上述所述的标准单元的建立方法的四个步骤S11至S14是相互独立的步骤，这四个步骤之间没有先后顺序。上述所述的四个步骤可以按任意顺序排序。上述步骤顺序仅是建立方法的一种示例，不应理解为本发明实施例的标准单元的建立方法仅包括上述一种顺序。实际上，只要包含上述四个步骤的标准单元的建立方法均在本发明申请的保护之列。

实施例一示例的标准单元的建立方法能够根据要求，在实际设计过程中建立需要的标准单元，该标准单元的建立方法克服了现有技术中由于需要调用多种不同的标准单元而需预先创建庞大数量的标准单元库，因而，节省了大量的标准单元库的存储空间，而且由于可以在实际设计过程中构建所需要的标准单元，所以也避免了需要再庞大数量的标准单元库中查找需要的标准单元库的繁琐，进一步节省了查找预定标准单元的开发成本。

基于上述标准单元的建立方法，本发明实施例还提供了一种标准单元。详细参见实施例二。

实施例二

结合图4对本发明实施例提供的标准单元进行详细描述。图4是标准单元的示意图。该标准单元包括；符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图41；对物理版图的几何尺寸值进行微调的程序42；描述物理版图的几何尺寸值域所述物理版图电路性能值的关系函数43；根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序44。

其中，符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元41可以是现有技术中的“固定标准单元”，即该初始标准单元的版图和内部电路的器件参数值均是固定的，其电路性能值（包括面积、电路功耗、时序以及驱动能力等）也是固定的；另外，“预定要求”可以由具体设计需求而定。需要说明的是，所述器件参数值包括物理版图的几何尺寸值，该几何尺寸值可以包括栅极图形的栅宽值，也可以包括栅长值，还可以同时包括栅宽值和栅长值。

描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数43包括第一几何尺寸值取值点集合，所述第一几何尺寸取值点集合的元素为几何尺寸值取值点组，每个所述几何尺寸值取值点组包含所述物理版图内每一器件的一个几何尺寸值取值点。所述几何尺寸值取值点包括器件的栅宽值取值点和/或栅长值取值点。所述几何尺寸值取值点的确定方法如下：

其中，确定器件的栅宽值取值点可以采用以下步骤：

首先，设定该初始标准单元内每一器件的栅宽值变化范围【W_min，W_max】及相邻变化点之间的最小栅宽值变化量ΔW_min；

接着，根据该器件的栅宽值变化范围【W_min，W_max】及相邻变化点之间的最小栅宽值变化量ΔW_min，确定该器件的栅宽值取值点。该栅宽值取值点可以为多个，可以组成一个栅宽值取值点集合，该集合内的元素为每个栅宽值取值点。具体地，该栅宽值取值点集合可以为{W_min，W_min+ΔW_min,W_min+2ΔW_min,…,W_min+iΔW_min,W_norm，…，W_max}。

其中，确定器件的栅长值取值点可以采用以下步骤：

首先，设定该初始标准单元内每一器件的栅长值变化范围【L_min，L_max】及相邻变化点之间的最小栅长值变化量ΔL_min；

接着，根据该器件的栅长值变化范围【L_min，L_max】及相邻变化点之间的最小栅长值变化量ΔL_min；确定该器件的栅长值取值点。该栅长值取值点可以为多个，可以组成一个栅长值取值点集合，该集合内的元素为每个栅长值取值点。具体地，该栅长值取值点集合可以为{L_min，L_min+ΔL_min,L_min+2ΔL_min,…,L_min+iΔL_min,L_norm，…，L_max}。

作为本发明的一个实施例，器件的几何尺寸值可以仅包括器件的栅宽值，此时，上述确定的器件栅宽值取值点即为该器件的几何尺寸值取值点。

作为本发明的另一实施例，器件的几何尺寸值还可以仅包括器件的栅长值，此时，上述确定的器件栅宽值取值点即为该器件的几何尺寸值取值点。

作为本发明的又一实施例，器件的几何尺寸值还可以同时包括器件的栅宽值和栅长值，此时需要组合该器件的栅宽值和栅长值，组合后的每对栅宽值和栅长值作为器件的几何尺寸值取值点。此时，器件的一个几何尺寸值取值点包括该器件的栅宽值和栅长值。

描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数43还包括第一物理版图电路性能值集合，所述第一几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组与该第一物理版图电路性能值集合内的电路性能值存在第一对应关系。换句话说，第一几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组决定了第一物理版图电路性能值集合内的电路性能值。

其中，根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序44，包括第二物理版图电路性能值集合，第二几何尺寸值取值点集合。其中，所述第二物理版图电路性能值集合内包含有多个预定物理版图电路性能值；第二物理版图电路性能值集合内的几何尺寸值取值点与所述的预定电路性能值存在第三对应关系。

需要说明的是，本发明实施例提供的标准单元实际上是一种“虚拟标准单元”，该“虚拟标准单元”中表述器件结构和尺寸的几何图形的位置和大小都不是固定的，而是可以根据实际器件的参数值（包括器件的几何尺寸值）去自动生成传统的“固定标准单元”。本发明实施例中的虚拟标准单元可以给予初始标准单元（即固定标准单元）产生，虚拟标准单元可以覆盖在一定电路性能值和器件参数值取值范围内的全部标准单元的需求。

本发明实施例提供的标准单元可以根据符合预定要求的电路性能值通过几何尺寸值求解程序得到物理版图的几何尺寸值，根据求解得到的几何尺寸值通过几何尺寸值微调程序对初始标准单元进行微调，得到新标准单元。所以，本发明实施例提供的标准单元使用方法可以根据实际需要构建不同的标准单元，在实际设计过程中可以依据预定的电路性能值构建不同的标准单元，克服了现有技术中由于需要调用标准单元而需预先创建庞大数量的标准单元库，因而，节省了大量的标准单元库的存储空间，而且由于可以在实际设计过程中构建所需要的标准单元，所以也避免了需要再庞大数量的标准单元库中查找需要的标准单元库的繁琐，进一步节省了查找预定标准单元的开发成本。

基于本发明实施例二提供的标准单元，本发明实施例还提供了一种标准单元的使用方法。详细参见实施例三。

实施例三

结合图5，图5是本发明实施例的标准单元的使用方法流程示意图，该使用方法在执行使用方法之前，预先建立符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图CELL-LAYOUT。建立的该初始标准单元物理版图与上述实施例所述的初始标准单元物理版图相同。

该使用方法包括以下步骤：

S51、获取符合预定要求的标准单元版图的电路性能值：

数字电路设计自动化软件工具给出预定要求的电路性能值。该电路性能值可以包括标准单元的面积值、电路功耗、时序以及驱动能力。

S52、根据所述电路性能值获取标准单元物理版图的几何尺寸值：

根据上述符合预定要求的标准单元面积值和电路性能值基于程序SPEC2GEOMETRY（即根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序）求解获取标准单元物理版图的几何尺寸值。

S53、根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图进行微调，以获得新标准单元物理版图：

由上述描述可知，几何尺寸值包括栅宽值和/或栅长值，所以，根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图进行微调，包括对所述初始标准单元物理版图的栅宽值的微调，和/或，对所述初始标准单元物理版图的栅长值的微调。当对栅宽值和栅长值均进行微调时，可以先对栅宽值进行微调，再对栅长值进行微调，或者，也可以先对栅长值进行微调，再对栅宽值进行微调。

在进行微调之前，预先选定直角坐标系，以所述栅宽所在的方向为所述直角坐标系的X轴方向，以所述栅长所在的方向为所述直角坐标系的Y轴方向。

设定栅宽微调值为ΔW，设定栅长微调值为ΔL。

其中，对初始标准单元物理版图的栅宽值的微调，包括，

遍历所述初始标准单元版图上的全部图形的所有顶点；

令扩散图形的上边沿的顶点及该边沿以上的顶点的X轴方向的坐标值保持不变，将所述扩散图形的上边沿的顶点及该边沿以上的顶点的Y轴方向的坐标值Y_old更新为Y_new，其中，Y_new=Y_old+ΔW，同时，令原扩散图形的上边沿以下的顶点的X轴方向的坐标值和Y轴方向的坐标值保持不变。

其中，对初始标准单元物理版图的栅长值的微调，包括，

遍历所述初始标准单元的版图内的全部图形的顶点；

对被微调栅右边沿上的顶点及该边沿之外的顶点的X轴方向的坐标值由原来的Xold更新为Xnew,其中，Xnew=Xold+ΔL，并令所述Y轴方向的坐标值保持不变，同时，令被微调栅左侧的顶点的X轴方向的坐标值和Y轴方向的坐标值保持不变。

对标准单元版图内的栅按一定方向如从左向右遍历，按上述坐标变换依次处理栅长被微调的栅。

S54、根据所述几何尺寸值获取所述新标准单元物理版图的电路性能值：

根据步骤S52得到的几何尺寸值基于程序GEOMETRY2PERFORMANCE求得当前物理版图的电路性能值。

最后将得到的新标准单元物理版图及其电路性能值交由数字电路设计自动化软件使用。

至此，本发明提供的标准单元的使用方法完成。

本发明实施例提供的标准单元使用方法可以根据符合预定要求的电路性能值通过SPEC2GEOMETRY程序得到物理版图的几何尺寸值，根据求解得到的几何尺寸值通过GEOMETRY2PERFORMANCE程序对初始标准单元进行微调，得到新标准单元。所以，本发明实施例提供的标准单元使用方法可以根据实际需要构建不同的标准单元，在实际设计过程中可以依据预定的电路性能值构建不同的标准单元，克服了现有技术中由于需要调用标准单元而需预先创建庞大数量的标准单元库，因而，节省了大量的标准单元库的存储空间，而且由于可以在实际设计过程中构建所需要的标准单元，所以也避免了需要再庞大数量的标准单元库中查找需要的标准单元库的繁琐，进一步节省了查找预定标准单元的开发成本。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以将本发明实施例的标准单元的使用方法与上述实施例二中的标准单元的建立方法相结合获得多种不同的技术方案，为简单起见，在此不再具体介绍。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种标准单元的建立方法，其特征在于，包括，

建立符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图；建立对物理版图的几何尺寸值进行微调的程序；建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数；建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序；

所述器件参数值包括物理版图中的几何尺寸值。

2.根据权利要求1所述的建立方法，其特征在于，所述建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图的电路性能值的关系函数，具体包括，

确定所述物理版图内的每个器件的几何尺寸值取值点；

组合所述物理版图内的各个器件的所述几何尺寸值取值点，构成若干个几何尺寸值取值点组，所有所述几何尺寸值取值点组构成第一几何尺寸值取值点集合，所述几何尺寸值取值点组包含所述物理版图内每个器件的一个所述几何尺寸值取值点；

根据所述第一几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组，对所述初始标准单元物理版图的几何尺寸进行微调，得到新标准单元物理版图；

获取每一个所述新标准单元物理版图的电路性能值，构成第一物理版图电路性能值集合；所述第一几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组与所述第一物理版图电路性能值集合内的电路性能值存在第一对应关系；

根据所述第一对应关系，采用插值方法，获取不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值；

根据所述第一对应关系和所述采用插值方法获取的不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值，建立描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图的电路性能值的关系函数。

3.根据权利要求2所述的建立方法，其特征在于，所述几何尺寸值包括栅宽值和/或栅长值，设定所述初始标准单元内每一器件的栅宽值变化范围及相邻变化点之间的最小栅宽值变化量ΔW_min，和/或，设定所述初始标准单元内每一器件的栅长值变化范围及相邻变化点之间的最小栅长值变化量ΔL_min，所述确定所述物理版图内的每个器件的几何尺寸值取值点，包括，

根据物理版图内的每一器件的所述栅宽值变化范围及相邻变化点之间的最小栅宽值变化量ΔW_min确定与所述器件相对应的栅宽值取值点，和/或，根据物理版图内每一器件所述栅长值变化范围及相邻变化点之间的最小栅长值变化量ΔL_min确定与所述器件相对应的栅长值取值点；

组合每一器件的所述栅宽值取值点和/或所述栅长值取值点，确定与所述物理版图内的每个器件的几何尺寸值取值点。

4.根据权利要求2或3所述的建立方法，其特征在于，所述获取每一个所述新标准单元物理版图的电路性能值，包括，

获取所述新标准单元物理版图的包含寄生参数的网表；

根据所述包含寄生参数的网表，获取所述新标准单元物理版图的电路性能值。

5.根据权利要求2或3所述的建立方法，其特征在于，设定不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组为第一预定几何尺寸值取值点组，所述根据所述第一对应关系，采用插值方法，获取不被所述第一几何尺寸值取值点集合所包含的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值，包括，

从所述第一几何尺寸值取值点集合中查找与所述第一预定几何尺寸值取值点组临近的第一几何尺寸值取值点集合的子集，所述第一几何尺寸值取值点集合的子集中的几何尺寸值取值点组对应的电路性能值构成所述第一物理版图电路性能值集合的子集，所述几何尺寸值取值点组的子集中的几何尺寸值取值点组与所述第一物理版图电路性能值集合的子集中的电路性能值存在第二对应关系；

根据所述第二对应关系，采用插值方法，获取所述第一预定几何尺寸值取值点组对应的第一预定电路性能值。

6.根据权利要求1、2或3所述的建立方法，其特征在于，所述建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序，包括，

根据第二预定物理版图电路性能值，构成第二物理版图电路性能值集合；

根据所述描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数，构建与所述第二物理版图电路性能值集合内的第二预定电路性能值对应的包含所述物理版图内所述几何尺寸值取值点组的第二几何尺寸值取值点集合；所述第二物理版图电路性能值集合内的电路性能值与所述第二几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组存在第三对应关系；

根据所述第三对应关系，采用插值方法，获取不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值对应的几何尺寸值取值点组；

根据所述第三对应关系和所述采用插值方法获取的不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值对应的几何尺寸值取值点组，建立根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序。

7.根据权利要求2或3所述的建立方法，其特征在于，设定不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值为第三预定电路性能值，所述根据所述第三对应关系，采用插值方法，获取不被所述第二物理版图电路性能值集合所包含的电路性能值对应的几何尺寸值取值点，包括，

从所述第二物理版图电路性能值集合中查找与所述预定电路性能值临近的电路性能值构成的第二物理版图电路性能值集合的子集，所述第二物理版图电路性能值集合的子集中的电路性能值对应的几何尺寸值取值点构成第二几何尺寸值取值点集合的子集，所述第二物理版图电路性能值集合的子集中的电路性能值与所述第二几何尺寸值取值点集合的子集中的几何尺寸值取值点组存在第四对应关系；

根据所述第四对应关系，采用插值方法，获取所述预定电路性能值对应的几何尺寸值取值点。

8.一种标准单元，包括，

符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图；

对物理版图的几何尺寸值进行微调的程序；

描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数；

根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序；

其中，所述器件参数值包括物理版图中的几何尺寸值。

9.根据权利要求8所述的标准单元，其特征在于，所述描述物理版图的几何尺寸值与所述物理版图电路性能值的关系函数，包括，

第一几何尺寸值取值点集合，所述第一几何尺寸值取值点集合内包含所述物理版图内的几何尺寸值取值点组；

第一物理版图电路性能值集合，所述第一物理版图电路性能值集合内的电路性能值与所述第一集合尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组存在第一对应关系。

10.根据权利要求9所述的标准单元，其特征在于，所述几何尺寸值取值点，包括，栅宽值取值点和/或栅长值取值点。

11.根据权利要求8-10任一项所述的标准单元，其特征在于，所述根据物理版图的电路性能值求解物理版图中几何尺寸值的程序，包括，

第二物理版图电路性能值集合，所述第二物理版图电路性能值集合内包含有至少一个电路性能值；

第二几何尺寸值取值点集合，所述第二几何尺寸值取值点集合内的几何尺寸值取值点组与所述第二物理版图电路性能值集合内的电路性能值存在第三对应关系。

12.一种标准单元的使用方法，预先建立符合预定要求的器件参数值条件下的初始标准单元物理版图，其特征在于，包括，

获取符合预定要求的标准单元版图的电路性能值；

根据所述电路性能值获取标准单元物理版图的几何尺寸值；

根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图进行微调，以获得新标准单元物理版图；

根据所述几何尺寸值获取所述新标准单元物理版图的电路性能值；

其中，所述器件参数值包括几何尺寸值。

13.根据权利要求12所述的使用方法，其特征在于，所述根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图进行微调，包括，根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图的栅宽的微调，和/或，根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图的栅长的微调。

14.根据权利要求13所述的使用方法，其特征在于，选定直角坐标系，以所述栅宽所在的方向为所述直角坐标系的X轴方向，所述栅长所在的方向为所述直角坐标系的Y轴方向，所述根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图的栅宽的微调，包括，

设定栅宽微调值为ΔW；

遍历所述初始标准单元版图上的全部图形的所有顶点；

令扩散图形的上边沿的顶点及该边沿以上的顶点的X轴方向的坐标值保持不变，将所述扩散图形的上边沿的顶点及该边沿以上的顶点的Y轴方向的坐标值Y_old更新为Y_new，其中，Y_new=Y_old+ΔW，同时，令扩散图形的上边沿以下的顶点的X轴方向的坐标值和Y轴方向的坐标值保持不变；

或者，根据所述几何尺寸值对所述初始标准单元物理版图的栅长的微调，包括，

设定栅长微调值为ΔL；

遍历所述初始标准单元的版图内的全部图形的所有顶点；

对被微调栅右边沿上的顶点及该边沿之外的顶点的X轴方向的坐标值由原来的X_old更新为X_new，其中，X_new=X_old+ΔL，并令所述Y轴方向的坐标值保持不变，同时，令被微调栅左侧的顶点的X轴方向的坐标值和Y轴方向的坐标值保持不变。

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