CN111079368A - 电平移位电路版图设计方法及装置、介质 - Google Patents

Abstract

一种电平移位电路版图设计方法及装置、介质，所述方法包括：获取预先设计的电平移位电路版图；电路版图与标准单元版图的设计基本参数匹配，处于相同工作电压的元器件设置在同一隔离环内，且高压电源域对应的隔离环与低压电源域对应的隔离环间的距离满足工艺条件；同一隔离环内各元器件之间的连线对应第一金属层，不同隔离环内各元器件之间的连线对应第一金属层，每一隔离环的电源线与地线对应第二金属层；提取电路版图对应的库交换格式文件；接收用户输入的电路版图对应的CPF格式文件；将库交换格式文件以及CPF格式文件输出至自动布局布线工具。采用上述方案，自动布局布线工具能够识别出自定义的电平移位电路版图设计。

Description

电平移位电路版图设计方法及装置、介质

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，尤其涉及一种电平移位电路版图设计方法及装置、介质。

背景技术

随着技术的发展，在纳米级工艺下，芯片的数字逻辑的数量越来越多，数字逻辑的功耗占芯片总功耗的百分比越来越高。为降低芯片的功耗，芯片的数字逻辑设计采用多电源域的方式来降低功耗，将数字逻辑设计成在多种不同的电源域工作，通过关断一个或多个电源域未实时工作下的数字逻辑来实现降低芯片的功耗。

现有技术中，芯片制造工艺工厂通常只能提供固定种类的电平移位电路版图，用户自行设计的电平移位电路版图又无法与芯片制造工艺工厂提供的标准单元兼容，因此只能使用芯片制造工艺工厂提供的标准化电平移位电路，该类标准化电平移位电路无法满足各种应用场景所需的电平移位电路。在进行布图设计时，只能采用自动布局布线工具对标准化电平移位电路进行自动布局布线。但自动布局布线工具无法识别用户自行设计的电平移位电路版图，本发明解决自动布局布线工具识别用户自行设计的电平移位电路版图的技术问题，解决所设计的电路版图与标准单元在自动布局布线工具兼容的技术问题。

发明内容

本发明解决的是自动布局布线工具无法识别用户自行设计的电平移位电路版图的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法，包括：获取预先设计的电平移位电路版图；所述电路版图与预设的标准单元版图的设计基本参数相匹配，所述电路版图中，处于相同工作电压的元器件设置在同一隔离环内，且在高压电源域对应的隔离环与低压电源域对应的隔离环之间的距离满足预设的工艺条件；同一隔离环内各元器件之间的连线对应第一金属层，不同隔离环内各元器件之间的连线对应所述第一金属层，每一隔离环的电源线与地线对应第二金属层；不同隔离环对应设置有相应的电源域名称，所述电路版图中设置有备用器件；提取所述电路版图对应的库交换格式文件；接收用户输入的所述电路版图对应的CPF格式文件；所述CPF格式文件包括所述电路版图在不同电源域以及不同工作状态下的信息；将所述库交换格式文件以及所述CPF格式文件通过脚本输入至自动布局布线工具，以使得所述自动布局布线工具对所述电路版图进行自动布局布线。

可选的，所述提取所述电路版图对应的库交换格式文件，包括：提取所述电路版图对应的电源端口名称、地端口名称、输入端口名称、输出端口名称、屏蔽层信息以及边界层信息。

可选的，所述CPF格式文件包括：所述电路版图对应的名称、功能、类型、在芯片中的摆放电源域、电源域划分、工作状态设定。

本发明实施例还提供了一种自动布局布线使用的电平移位电路版图设计装置，包括：获取单元，用于获取预先设计的电平移位电路版图；所述电路版图与预设标准单元版图的设计基本参数相匹配，所述电路版图中，处于相同工作电压的元器件设置在同一隔离环内，且在高压电源域对应的隔离环与低压电源域对应的隔离环之间的距离满足预设的工艺条件；同一隔离环内各元器件之间的连线对应第一金属层，不同隔离环内各元器件之间的连线对应所述第一金属层，每一隔离环的电源线与地线对应第二金属层；不同隔离环对应设置有相应的电源域名称，所述电路版图中设置有备用器件；提取单元，用于提取所述电路版图对应的库交换格式文件；接收单元，用于接收用户输入的所述电路版图对应的CPF格式文件；所述CPF格式文件包括所述电路版图在不同电源域以及不同工作状态下的信息；输出单元，用于将所述库交换格式文件以及所述CPF格式文件通过脚本输入至自动布局布线工具，以使得所述自动布局布线工具对所述电路版图进行自动布局布线。

可选的，所述提取单元，用于提取所述电路版图对应的电源端口名称、地端口名称、输入端口名称、输出端口名称、屏蔽层信息以及边界层信息。

可选的，所述CPF格式文件包括：所述电路版图对应的名称、功能、类型、在芯片中的摆放电源域、电源域划分、工作状态设定。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述任一种所述的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种电路版图设计装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述任一种所述的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法的步骤。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

在设计电路版图时，所设计的电路版图与预设标准单元版图的设计基本参数匹配。提取电路版图对应的库交换格式文件，接收用户输入的CPF格式文件，并输入至自动布局布线工具实现自动布局布线。由于所设计的电路版图与预设标准单元版图的设计基本参数匹配，因此，能够实现将所设计的电路版图与标准单元在自动布局布线工具的兼容。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法的流程图；

图2是本发明实施例中的一种电平移位电路的版图设计示意图；

图3是本发明实施例中的一种自动布局布线使用的电平移位电路版图设计装置的结构示意图。

具体实施方式

现有技术中，芯片制造工艺工厂通常只能提供固定种类的电平移位电路版图，用户自行设计的电平移位电路版图又无法与芯片制造工艺工厂提供的标准单元兼容，因此只能使用芯片制造工艺工厂提供的标准化电平移位电路，无法实现多种应用场景的需求。

在本发明实施例中，由于所设计的电路版图与预设的标准单元版图的设计基本参数匹配，因此，能够实现将所设计的电路版图与标准单元在自动布局布线工具中的兼容。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

本发明实施例提供了一种自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法，参照图1，以下通过具体步骤进行详细说明。

步骤S101，获取预先设计的电平移位电路版图。

在具体实施中，研发人员可以预先设计符合自身需求的电路原理图，所设计的电路原理图可以为模拟电路原理图。之后，研发人员可以根据所设计的模拟电路原理图，设计相应的电路版图。

在本发明实施例中，可以预先设计出电平移位电路版图。在设计电路版图时，所设计的电路版图对应的基本参数可以与预设的标准单元版图的设计基本参数相匹配。在所设计的电路版图中，处于相同工作电压范围的元器件可以设置在同一隔离环内，处于不同工作电压范围的元器件设置在不同的隔离环内。

在高压电源域对应的隔离环与低压电源域对应的隔离环之间存在一定的距离，以满足预设的工艺条件。在同一隔离环内，当某一元器件与另一元器件存在连线时，该连线设置在第一金属层；在不同的隔离环之间，若某一隔离环内的一元器件A与另一隔离环内的一元器件B存在连线时，该连线同样设置在第一金属层。

在具体实施中，可以预先对芯片制造工艺工厂提供的标准单元进行分析与测量，记录标准单元对应的高度、宽度、金属层走线、两条金属线之间的中心间距等信息，从而得到标准单元版图的设计基本参数。

例如，得到的标准单元对应的版图设计基本参数为：高度2.04μm，宽度2.55μm～18.87μm，内部只使用第一金属层走线，两条金属线的中心间距为0.14μm，工作电压范围为1.1v～3.3v。

在具体实施中，所设计的电路版图与标准单元版图的设计基本参数相匹配，可以是指电路版图的高度可以与标准单元的高度成比例关系，内部走线所使用的金属层走线相同，两条金属线之间的中心间距与标准单元中的两条金属线的中心间距相同。

根据上述的标准单元对应的版图设计基本参数，下面通过举例对本发明上述实施例中提供的电路版图的设计进行说明。

参照图2，给出了本发明实施例中的一种电平移位电路的版图示意图。该电平移位电路包括4个PMOS管和9个NMOS管，4个PMOS管依次为：M1、M14、M15以及M21，9个PMOS管依次为：M0、M2、M9、M10、M11、M12、M16、M17以及M22。其中，M1与M2组成反相器，设置在电路版图的最下方。M1的工作电压为1.0V，因此，M1放置在低压N阱隔离环22(也即低压电源域对应的隔离环)中。M14、M15以M21的工作电压均为3.3V，因此，M14、M15以M21放置在高压N阱隔离环21(也即高压电源域对应的隔离环)，且M14、M15以M21放置在电路版图的最上方，从而与放置在电路版图最下方的M1保持足够的距离以满足不同N阱之间的工艺限制。

M0、M9、M10、M11、M12、M16、M17放置在衬底隔离环23，衬底隔离环23设置在高压N阱隔离环21与低压N阱隔离环22之间。

高压N阱隔离环21、衬底隔离环23与低压N阱隔离环22的中间部位均不打孔，不使用金属层。高压N阱隔离环21中，存在连接关系的MOS管之间的连线设置在第一金属层上；衬底隔离环23中，存在连接关系的MOS管之间的连线也设置在第一金属层上；低压N阱隔离环22中，存在连接关系的MOS管之间的连线也设置在第一金属层上。不同隔离环中，存在连接关系的MOS管之间的连线也同样设置在第一金属层上。

在具体实施中，电路版图中还存在一个备用器件。参照图2，该备用器件为NMOS管MD。备用器件的作用为：在对电路版图进行修改时，可以将备用器件与其他器件之间建立连接关系，以将备用器件添加到电路版图内；若无需对电路版图进行修改，则备用器件与其他器件之间可以无连接关系。

电平移位电路的电路版图中，电源线和地线设置在第二金属层。电源线和地线连接至衬底隔离环23以及低压N阱隔离环22。在电平移位电路的电路版图中，M1所在的低压N阱隔离环22标注低压电源域的名称，M14、M15以及M21所在的高压N阱隔离环21标注高压电源域的名称，第二金属层也标注高压电源域的电源与地名称。

步骤S102，提取所述电路版图对应的库交换格式文件。

在具体实施中，在获取到电路版图后，可以提取电路版图对应的库交换格式(Library Exchange Format，LEF)文件。在本发明实施例中，提取出的电路版图对应的LEF文件包括：电路版图对应的电源端口名称、地端口名称、输入端口名称、输出端口名称、屏蔽层信息以及边界层信息。

步骤S103，接收用户输入的所述电路版图对应的通用功率格式文件。

在具体实施中，在获取到电路版图后，可以接收用户输入的电路版图对应的通用功率格式(Common Power Format，CPF)文件。在实际应用中可知，CPF格式文件可以定义电路版图对应的名称、功能、类型、在芯片中的摆放电源域以及不同电源域名称等。

在具体实施中，CPF格式文件可以包括电路版图在不同电源域以及不同工作状态下的信息。例如，CPF格式文件可以包括电路版图在高电源域对应的信息以及在低电源域对应的信息。

下面通过举例对CPF文件进行说明。

例如，用户定义CPF格式文件如下：电源域的名称为PD_CHIP、PD_MCU、PD_BKP，其中，PD_CHIP、PD_MCU的电压为1.0V为可关断电源域；PD_BKP的电压为3.3V，且PD_BKP处于常开状态。用户定义电平移位电路的类型为电平移位器件，且该电平移位电路的功能为低转高类型，使能信号为EN，输入信号在名称为VDDI的电源域，输出信号在名称为VDD的电源域，该电平移位电路的摆放位置是输出信号的电源域。

需要说明的是，步骤S102与步骤S103之间并没有逻辑上的先后顺序之分。在具体实施中，可以先执行步骤S102，后执行步骤S103；也可以先执行步骤S103，再执行步骤S102；还可以同时执行步骤S102和步骤S103。

步骤S104，将所述库交换格式文件以及所述CPF格式文件输出至自动布局布线工具。

在具体实施中，在获取到LEF文件以及CPF文件之后，可以将LEF文件以及CPF格式文件输出至自动布局布线工具。自动布局布线工具接收到LEF文件以及CPF文件之后，即可进行自动布线处理。

由此可见，在本发明实施例中，由于所设计的电路版图与预设的标准单元版图的设计基本参数匹配，因此，能够实现将所设计的电路版图与标准单元在自动布局布线工具中兼容。

参照图3，本发明实施例还提供了一种自动布局布线使用的电平移位电路版图设计装置30，包括：获取单元301、提取单元302、接收单元303以及输出单元304，其中：

获取单元301，用于获取预先设计的电平移位电路版图；所述电路版图与预设的标准单元版图的设计基本参数相匹配，所述电路版图中，处于相同工作电压的元器件设置在同一隔离环内，且在高压电源域对应的隔离环与低压电源域对应的隔离环之间的距离满足预设的工艺条件；同一隔离环内各元器件之间的连线对应第一金属层，不同隔离环内各元器件之间的连线对应所述第一金属层，每一隔离环的电源线与地线对应第二金属层；不同隔离环对应设置有相应的电源域名称，所述电路版图中设置有备用器件；

提取单元302，用于提取所述电路版图对应的库交换格式文件；

接收单元303，用于接收用户输入的所述电路版图对应的CPF格式文件；所述CPF格式文件包括所述电路版图在不同电源域以及不同工作状态下的信息；

输出单元304，用于将所述库交换格式文件以及所述CPF格式文件通过脚本输入至自动布局布线工具，以使得所述自动布局布线工具对所述电路版图进行自动布局布线。

在具体实施中，所述提取单元302，可以用于提取所述电路版图对应的电源端口名称、地端口名称、输入端口名称、输出端口名称、屏蔽层信息以及边界层信息。

在具体实施中，所述CPF格式文件包括：所述电路版图对应的名称、功能、类型、在芯片中的摆放电源域、电源域划分、工作状态设定。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行本发明上述任一实施例提供的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种电路版图设计装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器执行所述计算机指令时执行本发明上述任一实施例提供的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指示相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法，其特征在于，包括：获取预先设计的电平移位电路版图；所述电路版图与预设的标准单元版图的设计基本参数相匹配，所述电路版图中，处于相同工作电压的元器件设置在同一隔离环内，且在高压电源域对应的隔离环与低压电源域对应的隔离环之间的距离满足预设的工艺条件；同一隔离环内各元器件之间的连线对应第一金属层，不同隔离环内各元器件之间的连线对应所述第一金属层，每一隔离环的电源线与地线对应第二金属层；不同隔离环对应设置有相应的电源域名称，所述电路版图中设置有备用器件；

提取所述电路版图对应的库交换格式文件；

接收用户输入的CPF格式文件；所述CPF格式文件包括所述电路版图在不同电源域以及不同工作状态下的信息；

将所述库交换格式文件以及所述CPF格式文件通过脚本输入至自动布局布线工具，以使得所述自动布局布线工具对所述电路版图进行自动布局布线。

2.如权利要求1所述的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法，其特征在于，所述提取所述电路版图对应的库交换格式文件，包括：

提取所述电路版图对应的电源端口名称、地端口名称、输入端口名称、输出端口名称、屏蔽层信息以及边界层信息。

3.如权利要求1所述的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法，其特征在于，所述CPF格式文件包括：

所述电路版图对应的名称、功能、类型、在芯片中的摆放电源域、电源域划分、工作状态设定。

4.一种自动布局布线使用的电平移位电路版图设计装置，其特征在于，包括：获取单元，用于获取预先设计的电平移位电路版图；所述电路版图与预设的标准单元版图的设计基本参数相匹配，所述电路版图中，处于相同工作电压的元器件设置在同一隔离环内，且在高压电源域对应的隔离环与低压电源域对应的隔离环之间的距离满足预设的工艺条件；同一隔离环内各元器件之间的连线对应第一金属层，不同隔离环内各元器件之间的连线对应所述第一金属层，每一隔离环的电源线与地线对应第二金属层；不同隔离环对应设置有相应的电源域名称，所述电路版图中设置有备用器件；

提取单元，用于提取所述电路版图对应的库交换格式文件；

接收单元，用于接收用户输入的所述电路版图对应的CPF格式文件；所述CPF格式文件包括所述电路版图在不同电源域以及不同工作状态下的信息；

输出单元，用于将所述库交换格式文件以及所述CPF格式文件通过脚本输入至自动布局布线工具，以使得所述自动布局布线工具对所述电路版图进行自动布局布线。

5.如权利要求4所述的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计装置，其特征在于，所述提取单元，用于提取所述电路版图对应的电源端口名称、地端口名称、输入端口名称、输出端口名称、屏蔽层信息以及边界层信息。

6.如权利要求4所述的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计装置，其特征在于，所述CPF格式文件包括：所述电路版图对应的名称、功能、类型、在芯片中的摆放电源域、电源域划分、工作状态设定。

7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质为非易失性存储介质或非瞬态存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求1～3任一项所述的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法的步骤。

8.一种自动布局布线使用的电路版图设计装置，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，其特征在于，所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求1～3任一项所述的自动布局布线使用的电平移位电路版图设计方法的步骤。

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