CN105447216A - 一种提高电路仿真精度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路仿真领域，公开一种提高电路仿真精度的方法及装置，方法包括：获取参数化器件单元，参数化器件单元对应至少一个器件模型卡；获取电路网表，电路网表包括器件、器件的器件名称、器件对应的器件模型卡的名称、器件之间的对应关系；选择参数化器件单元中的器件模型卡；根据电路网表以及器件模型卡进行电路仿真，得到电路仿真结果；检测电路仿真结果是否收敛，如果否，则根据电路仿真结果重新选择器件模型卡直至电路仿真结果收敛。本发明实施例提供的方法，动态的选择与该参数化器件单元对应的多个器件模型卡，只有当电路仿真结果收敛时才结束流程，因此，相较于传统的方法，本发明实施例提供的方法，电路仿真结果具有更高的精度。

Description

一种提高电路仿真精度的方法及装置

技术领域

本发明涉及电路仿真领域，更具体的说是涉及一种提高电路仿真精度的方法及装置。

背景技术

电路仿真，就是将设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟，模拟出实际功能。

传统的电路仿真对同一类参数化器件单元PCell采用同一器件模型，在提取同一类参数化器件单元PCell的器件模型时，需要在所有器件的最大工作电压范围、电流范围、频率范围内进行。如果需要确保模型在全域范围内的最大误差最小，就需要降低器件模型在某些区域内的模型参数提取精度，其结果必然是电路仿真精度的降低，这在极深纳米工艺下的集成电路仿真将会表现得更为明显。

因此，传统的电路仿真在仿真精度上较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是要解决传统的电路仿真精度较低的问题，提供一种提高电路仿真精度的方法及装置，技术方案如下：

一种提高电路仿真精度的方法，包括：

获取参数化器件单元，所述参数化器件单元对应至少一个器件模型卡；

获取电路网表，所述电路网表包括器件的器件名称，所述器件与器件模型卡之间的对应关系；

选择所述参数化器件单元中的第一器件模型卡；

根据所述电路网表以及所述第一器件模型卡进行电路仿真，得到电路仿真结果；

检测所述电路仿真结果是否收敛，如果否，则：

根据所述电路仿真结果重新选择器件模型卡直至所述电路仿真结果收敛。

优选的，在上述的提高电路仿真精度方法中，根据所述电路仿真结果重新选择器件模型卡直至所述电路仿真结果收敛，包括：

根据所述电路仿真结果确定所述器件工作的第一电学范围；

在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡；

根据所述电路网表以及选择出的器件模型卡进行电路仿真，得到第一电路仿真结果，如果所述第一电路仿真结果收敛则结束流程，否则：

继续在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡。

优选的，在上述的提高电路仿真精度方法中，所述在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡，包括：

每个所述器件模型卡存储有器件工作的电学范围参数值，根据所述电学范围参数值，在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡。

优选的，在上述的提高电路仿真精度方法中，所述检测所述电路仿真结果是否收敛，包括：

比较相邻两次的电路仿真结果，得到结果差值，如果所述差值在预先设置的范围内，则所述电路仿真结果收敛。

优选的，在上述的提高电路仿真精度方法中，所述根据所述电路仿真结果重新选择器件模型卡直至所述电路仿真结果收敛，之后还包括：

根据所述电路仿真结果确定所述器件的电学工作范围，对电学工作范围相同的器件进行归并，并将归并后的器件提取电学范围参数值，形成新的器件模型卡。

本发明实施例还公开一种提高电路仿真精度的装置，包括：

第一获取单元，用于获取参数化器件单元，所述参数化器件单元对应至少一个器件模型卡；

第二获取单元，用于获取电路网表，所述电路网表包括器件的器件名称，所述器件与器件模型卡之间的对应关系；

第一选择单元，用于选择所述参数化器件单元中的第一器件模型卡；

处理单元，用于根据所述电路网表以及所述第一器件模型卡进行电路仿真，得到电路仿真结果；

检测单元，用于检测所述电路仿真结果是否收敛，如果否，则触发第二选择单元；

所述第二触发单元，用于根据所述电路仿真结果重新选择器件模型卡直至所述电路仿真结果收敛。

优选的，在上述的提高电路仿真精度装置中，所述第二触发单元，包括：

电学范围确定模块，用于根据所述电路仿真结果确定所述器件工作的第一电学范围；

器件模型卡选择模块，用于在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡；

仿真模块，用于根据所述电路网表以及选择出的器件模型卡进行电路仿真，得到第一电路仿真结果，如果所述第一电路仿真结果收敛则结束流程，否则触发所述器件模型卡选择模块，所述器件模型卡选择模块继续在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡。

优选的，在上述的提高电路仿真精度装置中，器件模型卡选择模块包括选择子模块；

每个所述器件模型卡存储有器件工作的电学范围参数值，所述选择子模块用于根据所述电学范围参数值，在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡。

优选的，在上述的提高电路仿真精度装置中，所述检测单元，包括：

比较模块，用于比较相邻两次的电路仿真结果，得到结果差值，如果所述差值在预先设置的范围内，则所述电路仿真结果收敛。

优选的，在上述的提高电路仿真精度装置中，还包括：

器件模型卡生成单元，用于根据所述电路仿真结果确定所述器件的电学工作范围，对电学工作范围相同的器件进行归并，并将归并后的器件提取电学范围参数值，形成新的器件模型卡。

本发明实施例提供的方法，与传统的方法相比，在选择器件模型卡时，不是选择与参数化器件单元对应的那个固定且唯一的器件模型卡，而是动态的选择与该参数化器件单元对应的多个器件模型卡，只有当电路仿真结果收敛时才结束流程，因此，相较于传统的方法，本发明实施例提供的方法，电路仿真结果具有更高的精度。

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所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的提高电路仿真精度方法的一种流程示意图；

图2为传统的电路仿真方法中，参数化器件单元与器件模型卡的对应关系；

图3为本发明实施例提供的参数化器件单元与器件模型卡的对应关系；

图4为本发明实施例提供的提高电路仿真精度方法的另一流程示意图；

图5为本发明实施例提供的根据电路仿真结果重新选择器件模型卡直至电路仿真结果收敛的一种具体实现方式；

图6为本发明实施例提供的提高电路仿真精度装置的一种结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第二触发单元的一种结构示意图；

图8为本发明实施例提供的提高电路仿真精度装置的另一结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

参见图1，本发明实施例提供一种提高电路仿真精度的方法，方法包括：

步骤110：获取参数化器件单元，参数化器件单元对应至少一个器件模型卡。

器件模型卡指一组器件模型参数值，每个器件模型卡存储有器件工作的电学参数范围值。进一步地，可以提取器件模型卡中参数值所用的测试图形，制造出实际器件，利用测试仪器获取器件的I-V(电流-电压)、C-V(电容-电压)电学数据，借助模型参数优化提取软件提取器件的参数值。

根据参数化器件单元(PCell)选择对应的器件模型卡，请参考图2，传统的电路仿真方法中，每一个参数化器件单元一一对应一个固定的器件模型卡，因此，传统的方法，对同一类器件采用的是同一个器件模型卡，它忽略了电路设计中器件工作的电学范围，对此器件模型的提取隐含了器件工作的最大电学范围，如此必然降低了器件模型参数的提取精度，也就必然降低了电路仿真的精度。请参考图3，本发明实施例提供的方法，参数化器件单元对应至少一个器件模型卡。

步骤120：获取电路网表，电路网表包括器件的器件名称，器件与器件模型卡之间的对应关系。

电路网表设计包含电路拓扑结构设计和电路器件参数设计。电路拓扑结构设计主要是根据电路性能要求选择合适的电路拓扑结构，绘制其电路图；电路器件参数设计主要是根据电路性能要求对电路图中的每一个器件确定其参数值，参数值如电路中NMOS器件MN1的栅长参数L的值设定为32nm，使电路性能接近或符合预定要求。

步骤130：选择参数化器件单元中的第一器件模型卡。

请参考图3，本发明实施例提供的方法，参数化器件单元对应至少一个器件模型卡。可以根据器件类型选择对应的器件模型卡。

需要说明的是，在这里的器件类型指电阻、电容、PMOS、NMOS等；具体选择时对应于一个具体的器件类型，如PMOS，根据其工作的电学范围如电压或电流，选择PMOS若干模型卡中的能全部覆盖其工作范围但多余部分又最小的模型卡。在初次选择时，选择若干模型卡中工作电学范围最大的器件模新卡。

步骤140：根据电路网表以及参数化器件单元进行电路仿真，得到电路仿真结果。

步骤150：检测电路仿真结果是否收敛，如果否，则进行步骤160。

步骤160：根据电路仿真结果重新选择器件模型卡直至电路仿真结果收敛。

需要说明的是，在第一次仿真时，采用第一器件模型卡，得到第一电路仿真结果，如果检测到第一电路仿真结果满足预先设置的阈值则可以直接结束流程，如果否，则采用第二器件模型卡，进行第二次仿真，得到第二电路仿真结果，比较相邻两次的电路仿真结果，得到结果差值，如果差值在预先设置的范围内，则电路仿真结果收敛。

或者，比较相邻两次电路仿真的结果，检查仿真结果是否一致，器件的电学工作范围是否与上一器件模型参数提取时所采用的电学工作范围一致，若一致，则电路仿真收敛。

本发明实施例提供的方法，与传统的方法相比，在选择器件模型卡时，不是选择与参数化器件单元对应的那个固定且唯一的器件模型卡，而是动态的选择与该参数化器件单元对应的多个器件模型卡，只有当电路仿真结果收敛时才结束流程，因此，相较于传统的方法，本发明实施例提供的方法，电路仿真结果具有更高的精度。

参见图4，本发明实施例提供一种提高电路仿真精度的方法，方法包括：

步骤110：获取参数化器件单元PCell，参数化器件单元对应至少一个器件模型卡。

在当前技术下，每一类型的器件有一个模型卡与之对应，而本发明每一类型的器件有多个模型卡与之对应，这若干器件模型卡按器件的电学工作范围进行划分，如按照电压或电流进行划分。每一类型的器件有多个模型卡，如其中有一个模型卡A覆盖全部电学工作范围，该模型卡与在当前技术下每一类型的器件有一个模型卡对应，而这多个模型卡中的其他模型卡有各自的电学工作范围，其电学工作范围只是模型卡A电学工作范围的子集，且这多个模型卡覆盖不同电学工作范围，它们各自的电学工作范围可以存在交集，也可以存在包含与被包含的关系，也可以互不重叠。

步骤120：获取电路网表，电路网表包括器件、器件的器件名称、器件对应的器件模型卡的名称、器件之间的对应关系。

步骤130：选择参数化器件单元中的第一器件模型卡。

步骤140：根据电路网表以及参数化器件单元进行电路仿真，得到电路仿真结果。

步骤150：检测电路仿真结果是否收敛，如果否，则进行步骤160。

步骤160：根据电路仿真结果重新选择器件模型卡直至电路仿真结果收敛。

步骤110～步骤160与上述实施例相同，可参见上述部分，在此不做赘述。

步骤170：根据电路仿真结果确定器件的电学工作范围，对电学工作范围相同的器件进行归并，并将归并后的器件提取电学范围参数值，形成新的器件模型卡。

其中，电学工作范围可以包括电压、电流、频段等电学参数的工作范围。

根据电路仿真结果确定器件的电学工作范围可以对每一个器件遍历其仿真结果，确定器件电学工作范围，如电压、电流、频段等。根据电路仿真结果确定器件的电学工作范围，对同一类器件中电学工作范围相同的所有器件进行归并，缩小后续器件模型卡中参数值提取的规模，针对归并之后的每一器件，在指定电学工作范围内提取器件模型参数的值，如MOS器件的开启电压参数Vth的值。

进一步的，根据上述步骤确定的器件电学工作范围，在指定的电学工作范围内提取该范围内的器件模型参数，由于器件模型参数是在一个较小的电学范围内提取的，较之传统方法该模型卡具有更高的精度，其电路仿真结果也必然具有更高的精度。

然后，根据上次电路仿真结果确定的器件电学工作范围，从上一步提取的器件模型参数卡中选择最合适的器件模型卡用于后续的电路仿真。

该器件模型卡与传统方法中的器件模型卡相比具有更高的精度，支持更高精度的电路仿真。在第二次或其他后续仿真中，电路仿真采用的是最新的器件模型卡，该器件模型卡中的参数值是在该器件工作的电学范围内提取的，较之传统方法该模型卡具有更高的精度，其电路仿真结果也必然具有更高的精度。

参考图5，本发明实施例提供上述步骤160根据电路仿真结果重新选择器件模型卡直至电路仿真结果收敛的一种具体实现方式：

步骤161：根据电路仿真结果确定器件工作的第一电学范围。

其中，电学工作范围可以包括电压、电流、频率等电学参数的工作范围。

步骤162：在获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择第一电学范围内的器件模型卡。

在本发明的其他实施例中，该步骤还可以包括：

每个器件模型卡存储有器件工作的电学范围参数值，根据电学范围参数值，在获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择第一电学范围内的器件模型卡。

步骤163：根据电路网表以及选择出的器件模型卡进行电路仿真，得到第一电路仿真结果，如果第一电路仿真结果收敛则结束流程，否则，进行步骤154。

步骤164：继续在获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择第一电学范围内的器件模型卡。

传统上的模型参数提取与电路仿真是互为独立的，电路仿真结果没有回馈到模型参数的提取上，特别是与具体电路设计关联的电路仿真结果没有回馈到模型参数的提取上。本发明实施例提供的方法，利用具体电路仿真结果回馈到模型参数提取，根据器件的实际电学工作电压范围、电流范围、频率范围，缩小针对具体器件的模型参数提取范围，提高针对具体器件的模型参数提取精度，进而提高电路仿真精度。

参考图6，一种提高电路仿真精度的装置，包括：

第一获取单元U110，用于获取参数化器件单元，参数化器件单元对应至少一个器件模型卡；

第二获取单元U120，用于获取电路网表，所述电路网表包括器件的器件名称，所述器件与器件模型卡之间的对应关系；

第一选择单元U130，用于选择参数化器件单元中的第一器件模型卡；

处理单元U140，用于根据电路网表以及第一器件模型卡进行电路仿真，得到电路仿真结果；

检测单元U150，用于检测电路仿真结果是否收敛，如果否，则触发第二选择单元；

第二触发单元U160，用于根据电路仿真结果重新选择器件模型卡直至电路仿真结果收敛。

本发明实施例提供的装置，在选择器件模型卡时，不是选择与参数化器件单元对应的那个固定且唯一的器件模型卡，而是动态的选择与该参数化器件单元对应的多个器件模型卡，只有当电路仿真结果收敛时才结束流程，因此，本发明实施例提供的装置可以提高电路仿真结果的精度。

进一步的，参考图7，上述第二触发单元U160，包括：

电学范围确定模块U161，用于根据电路仿真结果确定器件工作的第一电学范围；

器件模型卡选择模块U162，用于在获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择第一电学范围内的器件模型卡；

仿真模块U163，用于根据电路网表以及选择出的器件模型卡进行电路仿真，得到第一电路仿真结果，如果第一电路仿真结果收敛则结束流程，否则触发器件模型卡选择模块U162，器件模型卡选择模块U162继续在获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择第一电学范围内的器件模型卡。

进一步的，器件模型卡选择模块包括选择子模块；

每个器件模型卡存储有器件工作的电学范围参数值，选择子模块用于根据电学范围参数值，在获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择第一电学范围内的器件模型卡。

进一步的，检测单元包括：

比较模块，用于比较相邻两次的电路仿真结果，得到结果差值，如果差值在预先设置的范围内，则电路仿真结果收敛。

参考图8，提高电路仿真精度装置还包括：

器件模型卡生成单元U170，用于根据电路仿真结果确定器件的电学工作范围，对电学工作范围相同的器件进行归并，并将归并后的器件提取电学范围参数值，形成新的器件模型卡。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分处理是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种提高电路仿真精度的方法，其特征在于，包括：

获取参数化器件单元，所述参数化器件单元对应至少一个器件模型卡；

获取电路网表，所述电路网表包括器件的器件名称，所述器件与器件模型卡之间的对应关系；

选择所述参数化器件单元中的第一器件模型卡；

根据所述电路网表以及所述第一器件模型卡进行电路仿真，得到电路仿真结果；

检测所述电路仿真结果是否收敛，如果否，则：

根据所述电路仿真结果重新选择器件模型卡直至所述电路仿真结果收敛。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电路仿真结果重新选择器件模型卡直至所述电路仿真结果收敛，包括：

根据所述电路仿真结果确定所述器件工作的第一电学范围；

在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡；

根据所述电路网表以及选择出的器件模型卡进行电路仿真，得到第一电路仿真结果，如果所述第一电路仿真结果收敛则结束流程，否则：

继续在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡，包括：

每个所述器件模型卡存储有器件工作的电学范围参数值，根据所述电学范围参数值，在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡。

4.根据所述权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述电路仿真结果是否收敛，包括：

比较相邻两次的电路仿真结果，得到结果差值，如果所述差值在预先设置的范围内，则所述电路仿真结果收敛。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述电路仿真结果重新选择器件模型卡直至所述电路仿真结果收敛，之后还包括：

根据所述电路仿真结果确定所述器件的电学工作范围，对电学工作范围相同的器件进行归并，并将归并后的器件提取电学范围参数值，形成新的器件模型卡。

6.一种提高电路仿真精度的装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取参数化器件单元，所述参数化器件单元对应至少一个器件模型卡；

第二获取单元，用于获取电路网表，所述电路网表包括器件的器件名称、所述器件与器件模型卡之间的对应关系；

第一选择单元，用于选择所述参数化器件单元中的第一器件模型卡；

处理单元，用于根据所述电路网表以及所述第一器件模型卡进行电路仿真，得到电路仿真结果；

检测单元，用于检测所述电路仿真结果是否收敛，如果否，则触发第二选择单元；

所述第二触发单元，用于根据所述电路仿真结果重新选择器件模型卡直至所述电路仿真结果收敛。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二触发单元，包括：

电学范围确定模块，用于根据所述电路仿真结果确定所述器件工作的第一电学范围；

器件模型卡选择模块，用于在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡；

仿真模块，用于根据所述电路网表以及选择出的器件模型卡进行电路仿真，得到第一电路仿真结果，如果所述第一电路仿真结果收敛则结束流程，否则触发所述器件模型卡选择模块，所述器件模型卡选择模块继续在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，器件模型卡选择模块包括选择子模块；

每个所述器件模型卡存储有器件工作的电学范围参数值，所述选择子模块用于根据所述电学范围参数值，在所述获取参数化器件单元中的器件模型卡中选择所述第一电学范围内的器件模型卡。

9.根据所述权利要求6所述的装置，其特征在于，所述检测单元，包括：

比较模块，用于比较相邻两次的电路仿真结果，得到结果差值，如果所述差值在预先设置的范围内，则所述电路仿真结果收敛。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：

器件模型卡生成单元，用于根据所述电路仿真结果确定所述器件的电学工作范围，对电学工作范围相同的器件进行归并，并将归并后的器件提取电学范围参数值，形成新的器件模型卡。