CN112858891B - 电路敏感节点自动化检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电路敏感节点自动化检测方法，包括步骤：第一步，环境初始化；第二步，扫描CDL网表或SPF后仿参数文件，标记待测节点；第三步，读取待测节点，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数；其中检测节点替换为当前待测节点，生成测试激励文件，将其放在临时目录下；第四步，在临时目录下运行HSPI CE程序，进行仿真；第五步，读取HSP I CE的仿真结果，判断是否发生单粒子翻转；第六步，电流峰值增加预设值，替换激励输入模块中的电流峰值参数，生成测试激励文件，进入第四步；第七步，检测是否完成所有待测节点的仿真；若已完成，终止程序。本发明具有自动化程度高、检测效率高等优点。

Description

电路敏感节点自动化检测方法
技术领域
本发明主要涉及集成电路技术领域，具体涉及一种电路敏感节点自动化检测方法。
背景技术
太空中存在大量高能粒子(质子、电子、重离子等)和带电粒子，高能粒子和带电粒子轰击集成电路，在入射轨迹上电离产生大量电子空穴对，这些电子空穴被器件的电极收集，可能导致器件和电路发生故障。粒子轰击时序逻辑中的节点并导致电荷收集超过临界量时，会导致其逻辑状态改变,称为单粒子翻转(SEU)。这些受到粒子轰击容易产生单粒子翻转的电路节点称为敏感节点。为了提高航空、航天领域中使用的集成电路的可靠性，需要知道集成电路中的敏感节点，以便进行针对性加固，提高加固效果和效率。其中导致节点翻转的阈值电荷被称为临界电荷(Critical Charge，Qcrit)，电路节点的敏感性可以使用临界电荷来描述。SPICE仿真适用于单粒子翻转效应检测，使用双指数电流源模拟电荷注入，来模拟粒子轰击电路节点产生的效应，进而研究电路节点对粒子轰击的敏感性。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种自动化程度高、检测效率高的电路敏感节点自动化检测方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种电路敏感节点自动化检测方法，包括步骤：
第一步，环境初始化；
第二步，扫描CDL网表或SPF后仿参数文件，将除输入输出端口外的所有节点标记出来，记为待测节点，将其名字保存在工作目录中；若扫描正常，进入下一步；
第三步，逐个读取待测节点，清空临时目录，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数；其中检测节点替换为当前待测节点，电流峰值参数为0μA，生成测试激励文件，将其与HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、CDL网表或SPF后仿参数文件放在同一临时目录下，进入下一步；若待测节点已全部读取，进入第七步；
第四步，在临时目录下运行HSPICE程序，进行仿真，并读取顶层网表sp文件；仿真结束后进入下一步；
第五步，读取HSPICE的仿真结果，判断是否发生单粒子翻转；若发生翻转，记录节点名称和翻转的电流峰值，进入第三步；若未发生翻转且电流峰值小于预设峰值，进入下一步；若未发生翻转且电流峰值等于预设峰值，不记录节点名称及翻转的电流峰值，进入第三步；
第六步，保持当前待测节点不变，电流峰值增加预设值，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数，生成测试激励文件，将其与HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、CDL网表或SPF后仿参数文件放在同一临时目录下，进入第四步；
第七步，检测是否完成所有待测节点的仿真；若未完成，进入第二步重新进行检测；若已完成，终止程序并标记正常。
优选地，在第一步中，检测HSPICE运行环境是否正常及需要的HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、跳变判断逻辑、CDL网表或SPF后仿参数文件是否存在；若满足条件，进入下一步，若不满足条件，终止程序并标记异常。
优选地，在第五步中，通过判断输出端口的电平是否发生跳变，以此为标志判断是否发生单粒子翻转。
优选地，第五步中的预设峰值为1000μA。
优选地，第六步中的预设值为50μA。
优选地，在第三步中，通过脚本语言中的sed指令，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数。
优选地，在第七步中，若已完成，打印出所有已记录的节点名称及其翻转的电流峰值。
优选地，在第七步中，若n次进入此步骤，则终止程序并标记异常，其中n≥3。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明针对目前需要手动插入双指数电流源的不足，通过自动化插入双指数电流源，并对结果进行自动化分析扫描敏感节点，大幅提升SPICE模拟和数据分析的效率。
本发明的自动检测方法可以自动化遍历所有节点，在节点数量很多的情况下，可以避免人为因素带来的重复或遗漏；本发明可以对是否发生单粒子翻转进行判断并对峰值电流进行步进式增加，减少了重复性劳动，节约了时间，提高了效率；整体方法操作简单，将需要的文件准备好后，运行相关程序，即可得到结果，清晰明了。
附图说明
图1为本发明的方法在实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本实施例的电路敏感节点自动化检测方法，包括步骤：
第一步，环境初始化；
第二步，扫描CDL网表或SPF后仿参数文件，将除输入输出端口外的所有节点标记出来，记为待测节点，将其名字保存在工作目录中；若扫描正常，进入下一步；
第三步，逐个读取待测节点，清空临时目录，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数；其中检测节点替换为当前待测节点，电流峰值参数为0μA，生成测试激励文件，将其与HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、CDL网表或SPF后仿参数文件放在同一临时目录下，进入下一步；若待测节点已全部读取，进入第七步；
第四步，在临时目录下运行HSPICE程序，进行仿真，并读取顶层网表sp文件；仿真结束后进入下一步；
第五步，读取HSPICE的仿真结果，判断是否发生单粒子翻转；若发生翻转，记录节点名称和翻转的电流峰值，进入第三步；若未发生翻转且电流峰值小于预设峰值，进入下一步；若未发生翻转且电流峰值等于预设峰值，不记录节点名称及翻转的电流峰值，进入第三步；
第六步，保持当前待测节点不变，电流峰值增加预设值，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数，生成测试激励文件，将其与HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、CDL网表或SPF后仿参数文件放在同一临时目录下，进入第四步；
第七步，检测是否完成所有待测节点的仿真；若未完成，进入第二步重新进行检测；若已完成，终止程序并标记正常。
本发明针对目前需要手动插入双指数电流源的不足，通过自动化插入双指数电流源，并对结果进行自动化分析扫描敏感节点，大幅提升SPICE模拟和数据分析的效率。
本发明的自动检测方法可以自动化遍历所有节点，在节点数量很多的情况下，可以避免人为因素带来的重复或遗漏；本发明可以对是否发生单粒子翻转进行判断并对峰值电流进行步进式增加，减少了重复性劳动，节约了时间，提高了效率；整体方法操作简单，将需要的文件准备好后，运行相关程序，即可得到结果，清晰明了。
下面结合一完整的具体实施例对上述发明做进一步说明：
第一步，环境初始化，检测HSPICE运行环境是否正常及需要的HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、跳变判断逻辑、CDL网表或SPF后仿参数文件是否存在；若满足条件，进入下一步，若不满足条件，终止程序并标记异常；其中HSPICE是IC设计中常用的SPICE仿真工具，用于快速精确的电路和行为仿真，具有良好的收敛性。其以网表语言写成的sp文件作为输入，根据仿真目的和设置的不同在工作目录下生成瞬态分析的输出结果，直流工作点分析的扫描结果等各种不同文件；
第二步，扫描CDL网表或SPF后仿参数文件，将除输入输出端口外的所有节点标记出来，记为待测节点，将其名字保存在工作目录中；若扫描正常，进入下一步，若扫描过程出错，终止程序并标记异常；
第三步，逐个读取待测节点，清空临时目录，通过脚本语言中的sed指令，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数；其中检测节点替换为当前待测节点，电流峰值参数为0μA，生成测试激励文件，将其与HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、CDL网表或SPF后仿参数文件放在同一临时目录下，进入下一步；若待测节点已全部读取，进入第七步；
第四步，在临时目录下运行HSPICE程序，并读取顶层网表sp文件；仿真结束后进入下一步，若仿真出现错误，终止程序并标记异常；
第五步，读取HSPICE的仿真结果，判断输出端口的电平是否发生跳变，以此为标志判断是否发生单粒子翻转；若发生翻转，记录节点名称和翻转的电流峰值，进入第三步；若未发生翻转且电流峰值小于1000μA，进入下一步；若未发生翻转且电流峰值等于1000μA，不记录节点名称及翻转的电流峰值，进入第三步；
第六步，保持当前待测节点不变，电流峰值增加50μA，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数，生成测试激励文件，将其与HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、CDL网表或SPF后仿参数文件放在同一临时目录下，进入第四步；
第七步，检测是否完成所有待测节点的仿真；若已完成，打印出所有已记录的节点名称及其翻转的电流峰值，终止程序并标记正常；若未完成，进入第二步重新进行检测；若三次进入此步骤，则终止程序并标记异常。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电路敏感节点自动化检测方法，其特征在于，包括步骤：
第一步，环境初始化；
第二步，扫描CDL网表或SPF后仿参数文件，将除输入输出端口外的所有节点标记出来，记为待测节点，将其名字保存在工作目录中；若扫描正常，进入下一步；
第三步，逐个读取待测节点，清空临时目录，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数；其中检测节点替换为当前待测节点，电流峰值参数为0μA，生成测试激励文件，将其与HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、CDL网表或SPF后仿参数文件放在同一临时目录下，进入下一步；若待测节点已全部读取，进入第七步；
第四步，在临时目录下运行HSPICE程序，进行仿真，并读取顶层网表sp文件；仿真结束后进入下一步；
第五步，读取HSPICE的仿真结果，判断是否发生单粒子翻转；若发生翻转，记录节点名称和翻转的电流峰值，进入第三步；若未发生翻转且电流峰值小于预设峰值，进入下一步；若未发生翻转且电流峰值等于预设峰值，不记录节点名称及翻转的电流峰值，进入第三步；
第六步，保持当前待测节点不变，电流峰值增加预设值，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数，生成测试激励文件，将其与HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、CDL网表或SPF后仿参数文件放在同一临时目录下，进入第四步；
第七步，检测是否完成所有待测节点的仿真；若未完成，进入第二步重新进行检测；若已完成，终止程序并标记正常。
2.根据权利要求1所述的电路敏感节点自动化检测方法，其特征在于，在第一步中，检测HSPICE运行环境是否正常及需要的HSPICE工艺库lib文件、顶层网表sp文件、跳变判断逻辑、CDL网表或SPF后仿参数文件是否存在；若满足条件，进入下一步，若不满足条件，终止程序并标记异常。
3.根据权利要求1所述的电路敏感节点自动化检测方法，其特征在于，在第五步中，通过判断输出端口的电平是否发生跳变，以此为标志判断是否发生单粒子翻转。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电路敏感节点自动化检测方法，其特征在于，第五步中的预设峰值为1000μA。
5.根据权利要求4所述的电路敏感节点自动化检测方法，其特征在于，第六步中的预设值为50μA。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的电路敏感节点自动化检测方法，其特征在于，在第三步中，通过脚本语言中的sed指令，替换激励输入模块中的检测节点和双指数电流源中的电流峰值参数。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的电路敏感节点自动化检测方法，其特征在于，在第七步中，若已完成，打印出所有已记录的节点名称及其翻转的电流峰值。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的电路敏感节点自动化检测方法，其特征在于，在第七步中，若n次进入此步骤，则终止程序并标记异常，其中n≥3。
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