CN116542219B - 集成电路电源供电系统的多vrm位置优化的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及集成电路优化技术领域,且公开了集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法及系统,包括基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,并计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,通过调整VRM的位置,使各VRM到SINK的直流电阻的值近似,即可使得各VRM的供电电流分配均匀;通过将集成电路版图及其网格剖分划分到矩阵格点,计算这个矩阵网格的电阻网络矩阵,在电阻网络矩阵中寻找最接近的互电阻的方法来确定VRM的最优位置,从而解决多个VRM对同一个网络中的大功耗的SINK进行供电出现的VRM实际供电电流不合理的问题。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路优化技术领域,具体为集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法及系统。
背景技术
随着通信技术的发展,超大规模集成电路的研究与发展已逐渐展开,为了提高电子设备的性能,缩小体积,降低成本,将电源、晶体管、电子元器件、线路等都集成在一小块2D、3D的集成电路封装上。为了实现更多的功能,超大规模集成电路往往设计有几层到上百层结构,每层结构极其复杂,集成数千万甚至数亿的晶体管,具有多尺度结构,从厘米级到目前最新的纳米级,这些数以亿计的元器件在集成电路封装上形成了数以万计的电源与信号网络,以实现多路信号、多个功能同时并发工作。
在多个VRM对同一个网络中的大功耗的SINK进行供电时,可能由于VRM的位置不合理,导致不同VRM的实际供电电流有非常大的差异,造成VRM的供电电流不合理,使得供电电流非常大的VRM出现发热的问题,影响集成电路板的正常工作,甚至是实际供电电流超过了VRM的电流输出能力,导致VRM被烧坏。
发明内容
本发明主要是提供一种集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法及系统以解决多个VRM对同一个网络中的大功耗的SINK进行供电出现的VRM实际供电电流不合理的问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
第一方面,本发明提供一种集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法,包括,
S100:基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,基于初始供电电流和允许的电流密度最大值计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,所述格点间距为;
S200:基于设定的格点间距将集成电路版图分为矩阵块,根据网格单元顶点的坐标将各个网格单元顶点划定为某个格点并记录各SINK所在的格点;
S300:将落在同一格点的所述网格单元顶点合并为一个超节点,基于超节点对所述网格单元顶点及其连接的外部电路节点进行重新编号;所述超节点为形成整体刚度矩阵时编号相同的不同的网格节点和电路节点集合;
S400:基于剖分的网格及更新的网格单元顶点编号,形成电导矩阵;
S500:计算每个格点与所有SINK的互导绝对值的和,并对所述互导绝对值的和进行排序,从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差,标准差最小的所述M个互导绝对值的和对应的格点即为调整后的所述VRM所在的格点,将M个所述VRM调整到新的格点位置;
S600:通过格点法确定的VRM新的位置,形成新的集成电路多VRM电源供电系统,重新对调整后的集成电路版图进行网格剖分,基于新的系统进行仿真,计算新的系统的电压分布,基于得出的新的系统的电压分布,计算电流密度分布和各个VRM的供电电流;判断各VRM的供电电流是否合理,若合理,优化成功,结束;
S700:若不合理,则对当前优化失败后对格点距离进行调节继续优化,设置,如果/>,则优化失败,结束;否则转入步骤S200;其中,为小于1的格点距离调节系数。
作为一种可实施方式,在所述步骤S100:基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,基于初始供电电流和允许的电流密度最大值计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,所述格点间距为中,包括,
VRM的管脚最大的分布面积为:
公式中h为覆铜金属层的厚度;
I为VRM的供电电流;
为集成电路允许的最大电流密度;
VRM的管脚需要最小的分布面积为:
由此确定的格点的最小间距为:
格点的最大间距为:
公式中, />为大于1的系数。
作为一种可实施方式,在步骤S100之前对格点距离的初始值进行设置,设置初始的集成电路版图划分的格点间距为格点的最大间距为;
作为一种可实施方式,在步骤S500:计算每个格点与所有SINK的互导绝对值的和中,包括,
由于各VRM的电压相等,其对SINK的电压也近似相等,因此各VRM的实际供电电流近似为:
式中为第i个VRM与所有SINK的互导绝对值的和:
V为VRM的输出电压,所有VRM的输出电压相同,为VRMi所在的格点p与SINKj所在的格点q的互导,S为SINK的总个数。
作为一种可实施方式,在步骤S500:从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差中,包括,
设排序后的互导绝对值的和为,对/>依次计算
其中表示第k个标准差,K表示集成电路版图划分格点后除SINK占用的格点之外的其他格点总数,/>表示/>的平均值。
第二方面,集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的系统,其特征在于,包括,
格点间距计算模块:用于基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,基于初始供电电流和允许的电流密度最大值计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,所述格点间距为;
网格单元顶点记录模块:用于基于设定的格点间距将集成电路版图分为矩阵块,根据网格单元顶点的坐标将各个网格单元顶点划定为某个格点并记录各SINK所在的格点;
编号模块:用于将落在同一格点的所述网格单元顶点合并为一个超节点,基于超节点对所述网格单元顶点及其连接的外部电路节点进行重新编号;所述超节点为形成整体刚度矩阵时编号相同的不同的网格节点和电路节点集合;
电导矩阵模块:用于基于剖分的网格及更新的网格单元顶点编号,形成电导矩阵;
VRM调整模块:用于计算每个格点与所有SINK的互导绝对值的和,并对所述互导绝对值的和进行排序,从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差,标准差最小的所述M个互导绝对值的和对应的格点即为调整后的所述VRM所在的格点,将M个所述VRM调整到新的格点位置;
多VRM的供电电流判断模块:通过格点法确定的VRM新的位置,形成新的集成电路多VRM电源供电系统,重新对调整后的集成电路版图进行网格剖分,基于新的系统进行仿真,计算新的系统的电压分布,基于得出的新的系统的电压分布,计算电流密度分布和各个VRM的供电电流;判断各VRM的供电电流是否合理,若合理,优化成功,结束;若不合理,则优化失败,调整格点距离继续优化;
格点距离调节模块:用于当当前优化失败后对格点距离进行调节继续优化,此时设置,如果/>,整个优化失败,结束,否则基于重新计算的继续优化;其中,/>为小于1的格点距离调节系数。
作为一种可实施方式,所述格点间距计算模块,包括,
VRM的管脚最大的分布面积为:
公式中h为覆铜金属层的厚度;
I为VRM的供电电流;
为集成电路允许的最大电流密度;
VRM的管脚需要最小的分布面积为:
由此确定的格点的最小间距为:
格点的最大间距为:
公式中, />为大于1的系数。
作为一种可实施方式,格点间距计算模块之前,设置初始的集成电路版图划分的格点间距为格点的最大间距为。
作为一种可实施方式,所述VRM调整模块,包括,
由于各VRM的电压相等,其对SINK的电压也近似相等,因此各VRM的实际供电电流近似为:
式中为第i个VRM与所有SINK的互导绝对值的和:
V为VRM的输出电压,所有VRM的输出电压相同,为VRMi所在的格点p与SINKj所在的格点q的互导,S为SINK的总个数。
作为一种可实施方式,所述VRM调整模块,包括,
设排序后的互导绝对值的和为,对/>依次计算
其中表示第k个标准差,K表示集成电路版图划分格点后除SINK占用的格点之外的其他格点总数,/>表示/>的平均值。
有益效果:本发明提供的一种集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法及系统,通过调整VRM的位置,使得各VRM到SINK的直流电阻近似相等,即可解决多VRM供电电流不合理的问题,使得各VRM的供电电流分配均匀;
通过将集成电路版图及其网格剖分划分为矩阵格点,计算这个矩阵网格的电阻网络矩阵,在电阻网络矩阵中寻找最接近的互电阻的方法来确定VRM的最优位置,从而解决多个VRM对同一个网络中的大功耗的SINK进行供电出现的VRM实际供电电流不合理的问题。
附图说明
图1为集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法流程示意图;
图2为集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的系统模块示意图;
图3为VRM的供电电流流向示意图;
图4为集成电路版图划分格点后网格单元顶点编号示意图。
10、过孔;11、VRM;12、覆铜层;13、覆铜平面;14、Iedge;15、Ivia;16、Ipin。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明涉及的集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法及系统的技术方案进一步详细说明。
参见图1,为一种集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法,包括,
S100:基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,基于初始供电电流和允许的电流密度最大值计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,所述格点间距为;
具体的,参见图3,Iedge14为沿覆铜层横向流动的电流,Ivia15为通过过孔流向其他层的电流,Ipin16为通过VRM管脚流出的电流。
通过VRM11流出的电流分为两部分,一部分是通过覆铜层12流向覆铜平面13的其他区域,另一部分则通过层间的过孔10流向其他层,这将形成两个极端:如果电流全部通过覆铜层12流向覆铜平面13的其他区域,即VRM流出的电流在覆铜层12横向流动,则此时VRM11的管脚需要最大的分布面积:
其中h为覆铜层12的厚度,通常h的大小为微米量级;
I为VRM11的供电电流;
为集成电路允许的最大电流密度;
如果电流全部通过层间过孔10流向其他层,即VRM11流出的电流在覆铜层12间纵向流动,则此时VRM的管脚需要最小的分布面积:
由此确定的格点的最小间距为
格点的最大间距为
其中,、 />为大于1的系数。
其中,初始格点距离设置模块:用于设置初始的集成电路版图划分的格点间距为格点的最大间距为。
其中,VRM供电电流的计算方法为:由于VRM的位置不合理,导致不同VRM的实际供电电流有非常大的差异,常出现在不同VRM距离较远,VRM之间的包络凸多边形不相交,此时电流的计算通过各自的包络凸多边形来计算:
若包络多边形所在的覆铜区域还存在连接不同层的导线包括过孔、金线、引线,所述穿出包络多边形的电流和还包括从包络多边形流出连接不同层的导线的电流和;
根据包络多边形内包含的VRM管脚数量按比例计算每个VRM的输出电流:
其中I为所述穿出包络多边形的电流和还包括从包络多边形流出连接不同层的导线的电流和,为第k个VRM的管脚数。
若包络多边形内只有1个VRM,那么该VRM的输出电流即为S45中计算的电流和。
S200:基于设定的格点间距将集成电路版图分为矩阵块,根据网格单元顶点的坐标将各个网格单元顶点划定为某个格点并记录各SINK所在的格点;
具体的,参见图4,集成电路版图划分格点后网格单元顶点编号方式为,Gridi表示第i个格点,VRMi表示第i个VRM,SINKi表示第i个SINK,在图4中VRM1落在Grid3,VRM2落在Grid4,SINK1落在Grid8,SINK2落在Grid9。
编号过程中,如果网格单元顶点落在不同格点的交界面上,可以设置该网格单元顶点的编号为编号较小的格点编号,如图中位于Grid8和Grid9交界面的顶点,将其编号设置为8。
S300:将落在同一格点的所述网格单元顶点合并为一个超节点,基于超节点对所述网格单元顶点及其连接的外部电路节点进行重新编号;所述超节点为形成整体刚度矩阵时编号相同的不同的网格节点和电路节点集合;
S400:基于剖分的网格及更新的网格单元顶点编号,形成电导矩阵;
具体的,参见图4,所述电导矩阵为9*9的矩阵,电导矩阵的对角元素为格点的自导,非对角元素为格点间的互导;图中,VRM1与SINK1,SINK2之间的互导分别为和,VRM2与SINK1,SINK2之间的互导分别为/>和/>。
S500:计算每个格点与所有SINK的互导绝对值的和,并对所述互导绝对值的和进行排序,从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差,标准差最小的所述M个互导绝对值的和对应的格点即为调整后的所述VRM所在的格点,将M个所述VRM调整到新的格点位置;
其中,M为系统中的VRM个数。
具体的, 由于各VRM的电压相等,其对SINK的电压也近似相等,因此各VRM的实际供电电流近似为:
其中为第i个VRM与所有SINK的互导绝对值的和:
其中V为VRM的输出电压,所有VRM的输出电压相同;
为VRMi所在的格点p与SINKj所在的格点q的互导;
S为SINK的总个数。
所述从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差的具体步骤:
设排序后的互导绝对值的和为,对/>依次计算
其中K表示集成电路版图划分格点后除SINK占用的格点之外的其他格点总数,表示/>的平均值。
通过调整VRM的位置,使得各VRM到SINK的直流电阻近似相等,即可解决多VRM供电电流不合理的问题,使得各VRM的供电电流分配均匀。
通过将集成电路版图及其网格剖分划分为矩阵格点,计算这个矩阵网格的电阻网络矩阵,在电阻网络矩阵中寻找最接近的互电阻的方法来确定VRM的最优位置,从而解决多个VRM对同一个网络中的大功耗的SINK进行供电出现的VRM实际供电电流不合理的问题。
S600:通过格点法确定的VRM新的位置,形成新的集成电路多VRM电源供电系统,重新对调整后的集成电路版图进行网格剖分,基于新的系统进行仿真,计算新的系统的电压分布,基于得出的新的系统的电压分布,计算电流密度分布和各个VRM的供电电流;判断各VRM的供电电流是否合理,若合理,优化成功,结束;
若不合理,则优化失败,调整格点距离继续优化;
S700:设置,如果/>,优化失败,结束,否则转入步骤S200;其中,/>为小于1的格点距离调节系数。
具体的,计算电流密度分布和各个VRM的供电电流是根据计算的电流密度分布采用积分法计算供电电流;
具体的,基于新的系统进行仿真,其中仿真计算方法为:
对所述电源供电系统,获取根据多层集成电路直流电场的三维模型简化的多层集成电路直流电场二维模型,对各层所述二维模型采用有限元法建立场域求解方程组,形成集成电路场域求解方程组的总体刚度矩阵;
对所述集成电路的外部电路,根据超节点法建立对称正定的外部电路方程组;对VRM各管脚对应的电路节点,将其作为外部电路节点且合并为一个超节点;
将所述场域求解方程组与所述包含超节点的外部电路方程组合并,建立场路耦合的对称正定的统一求解方程组;
求解所述方程组,获得电位分布电压分布,在此基础上计算直流压降、电流密度分布。
进一步的,计算新的系统的电压分布,在此基础上计算电流密度分布和各VRM的供电电流;
将集成电路三维电场模型简化为多层二维电场模型,并对二维电场模型的各层集成电路版图进行网格剖分;
对所述直流电场二维模型形成的微分方程对应的泛函在网格剖分单元上进行离散,取极值并令极值为零得到有限元刚度矩阵方程组,对所述有限元刚度矩阵方程组进行求解,得到集成电路每层平板上的电压分布;
根据所述集成电路每层平板上的电压分布,计算场域的电流密度分布,即每层版图中网格剖分单元的电流密度;
将集成电路三维电场模型简化为多层二维电场模型,具体计算如下:
多层集成电路直流电场的三维模型是指所述直流电场模型中电导率、电位u的分布均为三维空间坐标(x,y,z)的函数,即:
,/>,其满足以下方程(1)及边界条件(2):
(1)
(2)
式(2)中,为第一类边界,n为第二类边界的法向,/>为电位u在第一类边界/>上的值,用/>表示,/>为外部电路的体电流密度;
针对所述多层集成电路直流电场的三维模型,建立各层集成电路直流电场二维模型的泛函:
(3)
式中,所述h为金属层的厚度,为网格剖分单元e的电导率;/>为网格剖分单元e的电位;/>为网格剖分单元e的面,/>为外部激励产生的表面电流密度,所述I(u)为泛函,l e 表示网格剖分单元e的棱边。对以上泛函在网格剖分单元上进行离散,取极值并令极值为零,即可获得有限元方程组,求解这个有限元方程组即可获得集成电路每层平板上的电压分布。
计算出集成电路每层平板上的电压分布后,按以下公式计算平板上的电流密度分布:
式中为平面所在导体的电导率,/>为平面电源或地平面任意点的坐标,为有限元法获得的电压分布,/>为梯度运算符。
具体的,所述若不合理,则重新设置格点间距继续优化,包括,
设置,若/>,优化失败,结束,否则转入步骤S200,其中,/>为小于1的格点距离调节系数。
第二方面,本发明提供一种集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的系统,包括,
格点间距计算模块01:用于基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,基于初始供电电流和允许的电流密度最大值计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,所述格点间距为;
网格单元顶点记录模块02:用于基于设定的格点间距将集成电路版图分为矩阵块,根据网格单元顶点的坐标将各个网格单元顶点划定为某个格点并记录各SINK所在的格点;
编号模块03:用于将落在同一格点的所述网格单元顶点合并为一个超节点,基于超节点对所述网格单元顶点及其连接的外部电路节点进行重新编号;所述超节点为形成整体刚度矩阵时编号相同的不同的网格节点和电路节点集合;
电导矩阵模块04:用于基于剖分的网格及更新的网格单元顶点编号,形成电导矩阵;
VRM调整模块05:用于计算每个格点与所有SINK的互导绝对值的和,并对所述互导绝对值的和进行排序,从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差,标准差最小的所述M个互导绝对值的和对应的格点即为调整后的所述VRM所在的格点,将M个所述VRM调整到新的格点位置;
多VRM的供电电流判断模块06:用于通过格点法确定的VRM新的位置,形成新的集成电路多VRM电源供电系统,重新对调整后的集成电路版图进行网格剖分,基于新的系统进行仿真,计算新的系统的电压分布,基于得出的新的系统的电压分布,计算电流密度分布和各个VRM的供电电流;判断各VRM的供电电流是否合理,若合理,优化成功,结束;若不合理,则优化失败,调整格点距离继续优化;
格点距离调节模块07:用于当当前优化失败后对格点距离进行调节继续优化,此时设置,如果/>,整个优化失败,结束,否则基于重新计算的/>继续优化;其中,/>为小于1的格点距离调节系数;
初始格点距离设置模块08:用于在开始优化之前对格点距离的初始值进行设置,设置初始的集成电路版图划分的格点间距为格点的最大间距为。
本技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上实施例仅用以说明本公开的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法,其特征在于,包括,
S100:基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,基于初始供电电流和允许的电流密度最大值计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,所述格点间距为;
S200:基于设定的格点间距将集成电路版图分为矩阵块,根据网格单元顶点的坐标将各个网格单元顶点划定为某个格点并记录各SINK所在的格点;
S300:将落在同一格点的所述网格单元顶点合并为一个超节点,基于超节点对所述网格单元顶点及其连接的外部电路节点进行重新编号;所述超节点为形成整体刚度矩阵时编号相同的不同的网格节点和电路节点集合;
S400:基于剖分的网格及更新的网格单元顶点编号,形成电导矩阵;
S500:计算每个格点与所有SINK的互导绝对值的和,并对所述互导绝对值的和进行排序,从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差,标准差最小的所述M个互导绝对值的和对应的格点即为调整后的所述VRM所在的格点,将M个所述VRM调整到新的格点位置;
S600:通过格点法确定的VRM新的位置,形成新的集成电路多VRM电源供电系统,重新对调整后的集成电路版图进行网格剖分,基于新的系统进行仿真,计算新的系统的电压分布,基于得出的新的系统的电压分布,计算电流密度分布和各个VRM的供电电流;判断各VRM的供电电流是否合理,若合理,优化成功,结束;
S700: 若不合理,则对当前优化失败后的格点距离进行调节继续优化,设置,如果/>,优化失败,结束,否则转入步骤S200;其中,/>为小于1的格点距离调节系数。
2.根据权利要求1所述的集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法,其特征在于,在所述步骤S100:基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,基于初始供电电流和允许的电流密度最大值计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,所述格点间距为中,包括,
VRM的管脚最大的分布面积为:
公式中h为覆铜金属层的厚度;
I为VRM的供电电流;
为集成电路允许的最大电流密度;
VRM的管脚需要最小的分布面积为:
由此确定的格点的最小间距为:
格点的最大间距为:
公式中/>, />为大于1的系数。
3.根据权利要求1所述的一种集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法,其特征在于,包括,
在步骤S100之前对格点距离的初始值进行设置,设置初始的集成电路版图划分的格点间距为格点的最大间距为。
4.根据权利要求1所述的集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法,其特征在于,在步骤S500:计算每个格点与所有SINK的互导绝对值的和中,包括,
由于各VRM的电压相等,其对SINK的电压也近似相等,因此各VRM的实际供电电流近似为:
式中/>为第i个VRM与所有SINK的互导绝对值的和:
V为VRM的输出电压,所有VRM的输出电压相同,/>为VRMi所在的格点p与SINKj所在的格点q的互导,S为SINK的总个数。
5.根据权利要求1所述的集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的方法,其特征在于,在步骤S500:从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差中,包括,
设排序后的互导绝对值的和为,对/>依次计算
其中/>表示第k个标准差,K表示集成电路版图划分格点后除SINK占用的格点之外的其他格点总数,/>表示/>的平均值。
6.集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的系统,其特征在于,包括,
格点间距计算模块:用于基于所有SINK的需求电流的总和以及VRM的数量,平均分配各VRM的初始供电电流,基于初始供电电流和允许的电流密度最大值计算VRM管脚的最小分布面积,进而确定将集成电路版图划分的格点间距,所述格点间距为;
网格单元顶点记录模块:用于基于设定的格点间距将集成电路版图分为矩阵块,根据网格单元顶点的坐标将各个网格单元顶点划定为某个格点并记录各SINK所在的格点;
编号模块:用于将落在同一格点的所述网格单元顶点合并为一个超节点,基于超节点对所述网格单元顶点及其连接的外部电路节点进行重新编号;所述超节点为形成整体刚度矩阵时编号相同的不同的网格节点和电路节点集合;
电导矩阵模块:用于基于剖分的网格及更新的网格单元顶点编号,形成电导矩阵;
VRM调整模块:用于计算每个格点与所有SINK的互导绝对值的和,并对所述互导绝对值的和进行排序,从大到小依次计算M个互导绝对值的和的标准差,标准差最小的所述M个互导绝对值的和对应的格点即为调整后的所述VRM所在的格点,将M个所述VRM调整到新的格点位置;
多VRM的供电电流判断模块:用于通过格点法确定的VRM新的位置,形成新的集成电路多VRM电源供电系统,重新对调整后的集成电路版图进行网格剖分,基于新的系统进行仿真,计算新的系统的电压分布,基于得出的新的系统的电压分布,计算电流密度分布和各个VRM的供电电流;判断各VRM的供电电流是否合理,若合理,优化成功,结束;
格点距离调节模块:用于当当前优化失败后对格点距离进行调节继续优化,此时设置,如果/>,整个优化失败,结束,否则基于重新计算的继续优化;其中,/>为小于1的格点距离调节系数。
7.根据权利要求6所述的集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的系统,其特征在于,所述格点间距计算模块,包括,
VRM的管脚最大的分布面积为:
公式中h为覆铜金属层的厚度;
I为VRM的供电电流;
为集成电路允许的最大电流密度;
VRM的管脚需要最小的分布面积为:
由此确定的格点的最小间距为:
格点的最大间距为:
公式中/>, />为大于1的系数。
8.根据权利要求7所述的集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的系统,其特征在于,包括,
初始格点距离设置模块:用于在开始优化之前对格点距离的初始值进行设置,设置初始的集成电路版图划分的格点间距为格点的最大间距。
9.根据权利要求6所述的集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的系统,其特征在于,所述VRM调整模块,包括,
由于各VRM的电压相等,其对SINK的电压也近似相等,因此各VRM的实际供电电流近似为:
式中/>为第i个VRM与所有SINK的互导绝对值的和:
V为VRM的输出电压,所有VRM的输出电压相同,/>为VRMi所在的格点p与SINKj所在的格点q的互导,S为SINK的总个数。
10.根据权利要求6所述的集成电路电源供电系统的多VRM位置优化的系统,其特征在于,所述VRM调整模块,包括,
设排序后的互导绝对值的和为,对/>依次计算
其中/>表示第k个标准差,K表示集成电路版图划分格点后除SINK占用的格点之外的其他格点总数,/>表示/>的平均值。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101976287A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 上海交通大学 | 系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法 |
CN103869853A (zh) * | 2012-12-12 | 2014-06-18 | 力智电子股份有限公司 | 电压调节集成电路、电压调节电路以及电压调节方法 |
CN114065693A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-02-18 | 瑞安市和乐电子科技有限公司 | 超大规模集成电路结构布局的优化方法、系统和电子设备 |
CN114330215A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-04-12 | 北京智芯仿真科技有限公司 | 一种快速处理集成电路版图走线的电磁仿真方法及装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8341434B2 (en) * | 2008-02-26 | 2012-12-25 | International Business Machines Corporation | Optimizing voltage on a power plane using a networked voltage regulation module array |
-
2023
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101976287A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 上海交通大学 | 系统级封装电源完整性设计的混合网格划分方法 |
CN103869853A (zh) * | 2012-12-12 | 2014-06-18 | 力智电子股份有限公司 | 电压调节集成电路、电压调节电路以及电压调节方法 |
CN114065693A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-02-18 | 瑞安市和乐电子科技有限公司 | 超大规模集成电路结构布局的优化方法、系统和电子设备 |
CN114330215A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-04-12 | 北京智芯仿真科技有限公司 | 一种快速处理集成电路版图走线的电磁仿真方法及装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
SOC设计中的浮动压焊块电源/地线网络设计和优化;李巍, 蔡懿慈, 洪先龙;计算机辅助设计与图形学学报(第03期) * |
李巍,蔡懿慈,洪先龙.SOC设计中的浮动压焊块电源/地线网络设计和优化.计算机辅助设计与图形学学报.2003,(第03期), * |
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Publication number | Publication date |
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