CN112380802A - 集成电路的半自动化设计的方法、电脑程式产品以及系统 - Google Patents

集成电路的半自动化设计的方法、电脑程式产品以及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种集成电路的半自动化设计的方法、电脑程式产品以及系统，其中该集成电路包含一第一局部电路以及一第二局部电路。该方法包含：直接利用一组预先设计的预定电路信息来作为该第一局部电路的电路信息；以及通过一自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息。本发明所提供的半自动化设计流程能减少于进行自动化设计流程时的需考量的变数。

Description

集成电路的半自动化设计的方法、电脑程式产品以及系统
技术领域
本发明关于集成电路设计，尤指一种用于集成电路的半自动化设计的方法、电脑程式产品以及系统。
背景技术
设计一高效能的集成电路通常需要花费大量的时间去针对其内的一或多个组成电路区块进行最佳化，而为了降低成本，相关技术也开始尝试将自动化设计应用于过去必须由工程师手动设计的电路，例如锁相回路。然而，在相关技术中目前提出的自动化设计流程仍遭遇许多的困难，例如，在该自动化设计流程中有过多的变数，造成在实作上难以收敛出明确的结果。因此，需要一种新颖的电路设计方法、电脑程式产品以及相关系统，以将自动化设计应用于高效能的集成电路的设计流程中。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种用于一集成电路(例如锁相回路)的半自动化设计的方法、电脑程式产品以及系统，以在没有副作用或较不会带来副作用的情况下将自动化设计应用于该集成电路的设计流程中来缩短设计该集成电路所需要的时间。
本发明至少一实施例提供一种用于一集成电路的半自动化设计的方法，其中该集成电路包含一第一局部电路以及一第二局部电路。该方法包含：直接利用预先设计的预定电路信息来作为该第一局部电路的电路信息；以及通过一自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息。
本发明至少一实施例提供一种用于一集成电路的半自动化设计系统，其中该集成电路包含一第一局部电路以及一第二局部电路。该半自动化设计系统包含一储存系统以及耦接至该储存系统的一处理电路，其中该储存系统可用来储存于一半自动化设计流程中所需的数据以及对应于该半自动化设计流程的一程式码，以及该处理电路可用来执行该程式码以控制该半自动化设计系统进行该半自动化设计流程。尤其是，该半自动化设计系统可直接利用预先设计的预定电路信息来作为该第一局部电路的电路信息，并且该半自动化设计系统可通过一自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息。
本发明至少一实施例提供一种用于一锁相回路的半自动化设计的方法，其中该锁相回路包含一相位频率检测器、一充电泵(charge pump,CP)、一回路滤波器、一电压控制振荡器以及一除频器。该方法包含：直接利用预先设计的预定电路信息来作为该相位频率检测器、该充电泵与该除频器的电路信息；以及通过一自动化设计流程来产生该电压控制振荡器与该回路滤波器的电路信息。
本发明至少一实施例提供一种用于一集成电路的半自动化设计电脑程式产品，其中该集成电路包含一第一局部电路以及一第二局部电路。经由一电脑载入该半自动化设计电脑程式产品，该电脑可执行下列运作：直接利用一组预先设计的预定电路信息来作为该第一局部电路的电路信息；以及通过一自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息。
本发明所提供的半自动化设计方法、半自动化设计电脑程式产品以及半自动化设计系统能仅针对一集成电路中的一部分进行自动化设计，以使得一电路设计流程中的变数能被妥善的管理。如此一来，通过自动化设计产生的电路能大幅的缩短所需的设计时间，且该集成电路中的其他部分不会导入额外的变数造成自动化设计难以实施的问题。因此，本发明能在没有副作用或较不会带来副作用的情况下解决相关技术的问题。
相较于相关技术中的全自动化设计流程，本发明所提供的半自动化设计流程(一部分为预先设计电路信息的或是现有的电路信息，而另一部份是藉由自动化设计流程(例如，该系统依据程式指令执行相对应的运作，而此过程中不需要通过额外的人力去操作，亦即自动化设计流程无需使用者的介入)来产生)能减少于进行自动化设计流程时的需考量的变数。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的一半自动化设计系统的示意图。
图2为依据本发明一实施例的一集成电路的示意图。
图3为依据本发明一实施例的用于一集成电路的半自动化设计的方法的工作流程。
附图标记：
10 半自动化设计系统
120 储存系统
120D 输入数据
120C 程式码
140 处理电路
20 集成电路
220 第一局部电路
222 相位频率检测器
224 充电泵
226、262 除频器
240 第二局部电路
242 回路滤波器
244 电压控制振荡器
310、320、330、340、350 步骤
REF 参考时脉信号
FB 回授时脉信号
OUT 输出时脉信号
OSC_OUT 振荡输出信号
具体实施方式
于说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬体制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。于通篇说明书及后续的请求项当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
图1为依据本发明一实施例的半自动化设计系统10的示意图。半自动化设计系统10可用于一集成电路的半自动化设计。在本实施例中，半自动化设计系统10可包含一储存系统120以及耦接至储存系统120的一处理电路140，其中储存系统120可用来储存于一半自动化设计流程中所需的数据诸如输入数据120D以及一半自动化设计电脑程式产品诸如对应于该半自动化设计流程的一程式码120C，而处理电路140可用来执行程式码120C以控制半自动化设计系统10进行该半自动化设计流程来进行一集成电路的半自动化设计。半自动化设计系统10的例子可包含(但不限于)个人电脑、伺服器或是任意适合执行该半自动化设计流程的电子系统，其中处理电路140可以是处理器，以及储存系统120可以是挥发性存储器或是非挥发性存储器。
请连同图1参考图2。图2为依据本发明一实施例的一集成电路20的示意图。集成电路20可为一锁相回路，其中集成电路20可包含一第一局部电路220以及一第二局部电路240。在本实施例中，第一局部电路220可包含一相位频率检测器222、一充电泵(chargepump,CP)224(例如一可编程(programmable)充电泵)及/或一除频器226(例如一可编程除频器)，而第二局部电路220可包含一回路滤波器242及/或一电压控制振荡器244。在本实施例中，充电泵224耦接至相位频率检测器222，回路滤波器242以及电压控制振荡器均耦接至充电泵224，电压控制振荡器244的输出端子耦接至除频器226的输入端子，以及除频器226的输出端子耦接至相位频率检测器222的输入端子。在该锁相回路的运作中，相位频率检测器222可接收一参考时脉信号REF以及来自除频器226的一回授信号FB(通过对电压控制振荡器244的振荡输出信号OSC_OUT进行除频而产生)，以及耦接至电压控制振荡器244的输出端子的一除频器262可对电压控制振荡器244的振荡输出信号OSC_OUT进行除频来产生一输出时脉信号OUT，以作为后续电路操作所需的时脉信号。锁相回路设计的相关领域者可依据图2所示的电路架构了解集成电路20的操作细节，为简明起见在此不赘述。请注意，除频器262是一个选择性的元件，例如，于其它应用中，集成电路20可适当修改而省略除频器262。
在集成电路20的半自动化设计流程中，半自动化设计系统10可直接利用预先设计的预定电路信息来作为第一局部电路220的电路信息；例如，输入数据120D可包含预先设计的相位频率检测器222、充电泵224以及除频器226的电路信息，因此半自动化设计系统10在后续的流程中不需再耗费额外的时间成本去进行相位频率检测器222、充电泵224以及除频器226的自动化设计。在某些实施例中，第一局部电路220中的一或多个子电路可利用可编程的电路来实施，诸如一可编程充电泵及/或一可编程除频器，但本发明不限于此。另外，半自动化设计系统10可通过一自动化设计流程来产生第二局部电路240的电路信息，例如，第二局部电路240可包含一第一子电路(例如电压控制振荡器244)以及一第二子电路(例如回路滤波器242)，以及该自动化设计流程可包含一第一自动化设计子流程以及一第二自动化设计子流程，其中半自动化设计系统10可先通过该第一自动化设计子流程产生电压控制振荡器244的电路信息(例如电压控制振荡器244中各个晶体管的大小或是电压控制振荡器244的一增益(gain))，接着再通过该第二自动化设计子流程来依据电压控制振荡器244的电路信息以产生回路滤波器242的电路信息(例如通过数学运算取得回路滤波器的各个参数，诸如其内的电阻值以及电容值)。在本实施例中，用来产生电压控制振荡器244的电路信息的该第一自动化设计子流程不限于特定类型的自动化设计方法，凡是能通过一电脑或伺服器自动完成一电压控制振荡器的设计而不需通过工程师手动操作者，均适用于上述第一自动化设计子流程，为简明起见在此不赘述。
另外，上述半自动化设计流程可另包含配置集成电路20的电路布局。在产生第二局部电路240的电路信息(例如电压控制振荡器244的电路信息以及回路滤波器242的电路信息)以前，半自动化设计系统10可预先配置第一局部电路220以及第二局部电路240在一实体芯片中的布局方式。由于第二布局电路240的电路信息(例如其内的晶体管大小)是通过一自动化设计流程来产生，因此在进行该自动化设计流程以前，第二局部电路240在该实体芯片中所需要的布局空间尚未被决定。为了确保提供给第二局部电路240的一布局区域适用第二局部电路240的电路信息(通过该自动化设计流程产生的电路信息)，在该实体芯片中配置给第二局部电路240的该布局区域可包含一预留空间，因此该布局区域能容许第二布局电路240使用多种不同的晶体管大小的设计。尤其是，半自动化设计系统10在该实体芯片中配置给电压控制振荡器244的一第一布局区域可包含一第一预留空间，以确保该第一布局区域适用电压控制振荡器244的电路信息(例如其内的晶体管大小)；以及半自动化设计系统10在该实体芯片中配置给回路滤波器242的一第二布局区域可包含一第二预留空间，以确保该第二布局区域适用回路滤波器242的电路信息(例如其内的晶体管大小)。
为便于理解本发明所提供的半自动化设计方法，请连同图1以及图2来参考图3。图3为依据本发明一实施例的用于一集成电路(诸如集成电路20)的半自动化设计的方法的工作流程。需注意的是，图3所示的工作流程只是为了说明的目的，并非本发明的限制，因此一或多个步骤可在图3所示的工作流程中被新增、删除或修改。此外，假若可得到相同的结果，则这些步骤不一定要完全遵照图3所示的顺序来执行。
在步骤310中，半自动化设计系统10可从外部接收输入数据120D，并且将输入数据120D储存于储存系统120中。输入数据120D可包含预先设计的预定电路信息(例如相位频率检测器222、充电泵224、除频器226以及其他的电路区块的电路描述档以及布局档)，且可另包含进行第二局部电路240的自动化设计时所需要的所有数据(诸如描述第二局部电路240的目标规格的一规则(criteria)档等等)。
在步骤320中，半自动化设计系统10可直接利用该预定电路信息来作为第一局部电路220(诸如其内的相位频率检测器222、充电泵224以及除频器226)的电路信息。因此，在后续步骤中，半自动化设计系统10不需再耗费额外的时间成本来设计相位频率检测器222、充电泵224以及除频器226。
在步骤330中，半自动化设计系统10可通过一自动化设计流程中的一第一自动化设计子流程来产生第二局部电路240中的一第一子电路(例如电压控制振荡器244)的电路信息(例如一电路描述档(包含有电压控制振荡器244中的晶体管的大小及/或电压控制振荡器244的一增益)及/或对应的布局档)。
在步骤340中，半自动化设计系统10可通过该自动化设计流程中的一第二自动化设计子流程来依据该第一子电路的电路信息(例如电压控制振荡器244的该增益)产生第二局部电路240中的一第二子电路(例如回路滤波器242)的电路信息(例如一电路描述档(包含有回路滤波器242中的一或多个参数诸如电阻值以及电容值)及/或对应的布局档)。
在步骤350中，半自动化设计系统10可依据于以上步骤中所产生的全部电路信息(诸如该预定电路信息、电压控制振荡器的电路信息以及回路滤波器的电路信息)来产生集成电路20的完整电路信息，并接着完成集成电路20的布局的整合。
总结来说，本发明所提供的用于一集成电路的半自动化设计的方法以及系统能将该集成电路分为两个部份，其中一部份是直接利用预先设计的电路信息或是现有的电路信息，而另一部分则是藉由自动化设计流程来产生。由于该集成电路并非完全由自动化设计流程来设计，因此相较于相关技术中的全自动化设计流程，本发明所提供的半自动化设计流程(一部分为预先设计电路信息的或是现有的电路信息，而另一部份是藉由自动化设计流程(例如，该系统依据程式指令执行相对应的运作，而此过程中不需要通过额外的人力去操作，亦即自动化设计流程无需使用者的介入)来产生)能减少于进行自动化设计流程时的需考量的变数。
请注意，上述实施例仅以锁相回路为例来说明本发明所揭示的半自动化设计流程的操作，然而，本发明并不以此为限，任何应用本发明所揭示的半自动化设计流程所设计的集成电路(包含预先设计的局部电路以及通过自动化设计流程所设计的局部电路)均属本发明的范畴。此外，图2所示的锁相回路架构仅作为范例说明，本发明所揭示的半自动化设计流程可适用于其它的锁相回路架构，这些设计上的变化亦属本发明的范畴。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (28)

1.一种用于一集成电路的半自动化设计的方法，其特征在于，该集成电路包含一第一局部电路以及一第二局部电路，该方法包含：
直接利用一组预先设计的预定电路信息来作为该第一局部电路的电路信息；以及
通过一自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二局部电路包含一第一子电路以及一第二子电路，该自动化设计流程包含一第一自动化设计子流程以及一第二自动化设计子流程，以及通过该自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息的步骤包含：
通过该第一自动化设计子流程产生该第一子电路的电路信息；以及
通过该第二自动化设计子流程来依据该第一子电路的电路信息产生该第二子电路的电路信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该集成电路是一锁相回路。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该第一局部电路包含一相位频率检测器、一充电泵或一除频器。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二局部电路包含一电压控制振荡器。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该第二局部电路的电路信息包含该电压控制振荡器的一增益。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二局部电路包含一回路滤波器。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，另包含：
在产生该第二局部电路的电路信息以前，预先配置该第一局部电路以及该第二局部电路在一实体芯片中的布局方式，其中在该实体芯片中配置给该第二局部电路的一布局区域包含一预留空间，以确保该布局区域适用该第二局部电路的电路信息。
9.一种用于一集成电路的半自动化设计系统，其特征在于，该集成电路包含一第一局部电路以及一第二局部电路，该半自动化设计系统包含：
一储存系统，用来储存于一半自动化设计流程中所需的数据以及对应于该半自动化设计流程的一程式码；以及
一处理电路，耦接至该储存系统，用来执行该程式码以控制该半自动化设计系统进行该半自动化设计流程，其中：
该半自动化设计系统直接利用预先设计的预定电路信息来作为该第一局部电路的电路信息；以及
该半自动化设计系统通过一自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息。
10.如权利要求9所述的半自动化设计系统，其特征在于，该第二局部电路包含一第一子电路以及一第二子电路，该自动化设计流程包含一第一自动化设计子流程以及一第二自动化设计子流程，以及该半自动化设计系统于该自动化设计流程中的运作包含：
该半自动化设计系统通过该第一自动化设计子流程产生该第一子电路的电路信息；以及
该半自动化设计系统通过该第二自动化设计子流程来依据该第一子电路的电路信息产生该第二子电路的电路信息。
11.如权利要求9所述的半自动化设计系统，其特征在于，该集成电路是一锁相回路。
12.如权利要求11所述的半自动化设计系统，其特征在于，该第一局部电路包含一相位频率检测器、一充电泵或一除频器。
13.如权利要求9所述的半自动化设计系统，其特征在于，该第二局部电路包含一电压控制振荡器。
14.如权利要求13所述的半自动化设计系统，其特征在于，该第二局部电路的电路信息包含该电压控制振荡器的一增益。
15.如权利要求9所述的半自动化设计系统，其特征在于，该第二局部电路包含一回路滤波器。
16.如权利要求9所述的半自动化设计系统，其特征在于：
在产生该第二局部电路的电路信息以前，该半自动化设计系统预先配置该第一局部电路以及该第二局部电路在一实体芯片中的布局方式，其中在该实体芯片中配置给该第二局部电路的一布局区域包含一预留空间，以确保该布局区域适用该该第二局部电路的电路信息。
17.一种用于一锁相回路的半自动化设计的方法，其特征在于，该锁相回路包含一相位频率检测器、一充电泵、一回路滤波器、一电压控制振荡器以及一除频器，该方法包含：
直接利用一预先设计的预定电路信息来作为该相位频率检测器、该充电泵与该除频器的电路信息；以及
通过一自动化设计流程来产生该电压控制振荡器与该回路滤波器的电路信息。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过该自动化设计流程来产生该电压控制振荡器与该回路滤波器的电路信息的步骤包含：
通过该自动化设计流程中的一第一自动化设计子流程产生该电压控制振荡器的电路信息；以及
通过该自动化设计流程中的一第二自动化设计子流程来依据该电压控制振荡器的电路信息产生该回路滤波器的电路信息。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，该电压控制振荡器的电路信息包含该电压控制振荡器的一增益。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，另包含：
在产生该电压控制振荡器的电路信息以及该回路滤波器的电路信息以前，预先配置该相位频率检测器、该充电泵、该回路滤波器、该电压控制振荡器以及该除频器在一实体芯片中的布局方式；
其中：
在该实体芯片中配置给该电压控制振荡器的一第一布局区域包含一第一预留空间，以确保该第一布局区域适用该电压控制振荡器的电路信息；以及
在该实体芯片中配置给该回路滤波器的一第二布局区域包含一第二预留空间，以确保该第二布局区域适用该回路滤波器的电路信息。
21.一种用于一集成电路的半自动化设计电脑程式产品，其特征在于，该集成电路包含一第一局部电路以及一第二局部电路，经由一电脑载入该半自动化设计电脑程式产品来执行下列运作：
直接利用一组预先设计的预定电路信息来作为该第一局部电路的电路信息；以及
通过一自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息。
22.如权利要求21所述的半自动化设计电脑程式产品，其特征在于，该第二局部电路包含一第一子电路以及一第二子电路，该自动化设计流程包含一第一自动化设计子流程以及一第二自动化设计子流程，以及通过该自动化设计流程来产生该第二局部电路的电路信息的运作包含：
通过该第一自动化设计子流程产生该第一子电路的电路信息；以及
通过该第二自动化设计子流程来依据该第一子电路的电路信息产生该第二子电路的电路信息。
23.如权利要求22所述的半自动化设计电脑程式产品，其特征在于，该集成电路是一锁相回路。
24.如权利要求23所述的半自动化设计电脑程式产品，其特征在于，该第一局部电路包含一相位频率检测器、一充电泵或一除频器。
25.如权利要求21所述的半自动化设计电脑程式产品，其特征在于，该第二局部电路包含一电压控制振荡器。
26.如权利要求25所述的半自动化设计电脑程式产品，其特征在于，该第二局部电路的电路信息包含该电压控制振荡器的一增益。
27.如权利要求21所述的半自动化设计电脑程式产品，其特征在于，该第二局部电路包含一回路滤波器。
28.如权利要求21所述的半自动化设计电脑程式产品，其特征在于，所述运作另包含：
在产生该第二局部电路的电路信息以前，预先配置该第一局部电路以及该第二局部电路在一实体芯片中的布局方式，其中在该实体芯片中配置给该第二局部电路的一布局区域包含一预留空间，以确保该布局区域适用该第二局部电路的电路信息。
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