CN117094281B - 获取热力学参数的方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种获取热力学参数的方法、电子设备及存储介质,方法包括:获取电路版图中的目标电路单元的结构数据;根据目标电路单元的结构数据,确定目标电路单元的金属体积分数,金属体积分数用于表示金属在目标电路单元中的体积占比;根据目标电路单元的金属体积分数,获取目标电路单元的热力学参数。本申请以电路版图中的电路单元为对象,基于电路单元的结构数据获取热力学参数,更加高效。
Description
技术领域
本申请涉及集成电路技术领域,具体涉及一种获取热力学参数的方法、电子设备及存储介质。
背景技术
对于电路版图的热分析计算,获取热力学参数是进行热仿真的必要条件。然而,现有的分析工具缺少以电路功能单元的方式输出热分析参数的功能,导致热仿真时无法根据需要获取电路版图中所需部分的热力学参数,效率较低。
发明内容
针对上述技术问题,本申请提供一种获取热力学参数的方法、电子设备及存储介质,本申请以电路版图中的电路单元为对象,基于电路单元的结构数据获取热力学参数,更加高效。
为解决上述技术问题,本申请提供一种获取热力学参数的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
获取电路版图中的目标电路单元的结构数据;
根据所述目标电路单元的结构数据,确定所述目标电路单元的金属体积分数,所述金属体积分数用于表示金属在所述目标电路单元中的体积占比;
根据所述目标电路单元的金属体积分数,获取所述目标电路单元的热力学参数。
在一个实施例中,所述根据所述目标电路单元的金属体积分数,获取所述目标电路单元的热力学参数,包括:
根据所述金属体积分数计算所述目标电路单元中金属对应的第一热力学参数;
根据所述金属体积分数计算所述目标电路单元中非金属对应的非金属体积分数,并根据所述非金属体积分数计算非金属对应的第二热力学参数;
根据所述第一热力学参数和第二热力学参数计算所述目标电路单元的热力学参数。
在一个实施例中,所述结构数据包括层次化数据与金属层的尺寸数据;所述根据所述目标电路单元的结构数据,确定所述目标电路单元的金属体积分数,包括:
根据所述层次化数据和金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元的体积;
根据所述金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元中金属的体积;
根据所述目标电路单元的体积以及金属的体积计算所述目标电路单元中的金属体积分数。
在一个实施例中,所述金属层的尺寸数据包括金属层的图形信息,所述根据层次化数据和金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元的单元体积,包括:
根据所述层次化数据和金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围;
根据所述边界范围确定所述目标电路单元的最大面积;
获取所述目标电路单元的高度;
根据所述最大面积以及所述目标电路单元的高度确定所述目标电路单元的体积。
在一个实施例中,所述根据所述层次化数据和金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围,包括:
根据所述目标电路单元中最高层级的金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围。
在一个实施例中,所述根据所述层次化数据和金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围,还包括:
若所述目标电路单元具有引用单元,则获取所述目标电路单元中引用单元的边界范围,根据所述目标电路单元中的引用单元的边界范围更新所述目标电路单元的边界范围。
在一个实施例中,所述根据所述目标电路单元中的引用单元的边界范围更新所述目标电路单元的边界范围之前,还包括:
根据所述引用单元的层次化数据和金属层的图形信息确定所述引用单元的边界范围。
在一个实施例中,所述根据所述层次化数据和金属层的图形信息确定所述目标电路单元的单元边界范围,包括:
根据所述目标电路单元的层次化数据,对所述目标电路单元进行结构展开,以获取所述目标电路单元的层次化结构;
根据所述目标电路单元的层次化结构获取所述目标电路单元中各层级的金属层的图形信息,以确定所述目标电路单元的边界范围。
在一个实施例中,所述根据所述目标电路单元的层次化数据,对所述目标电路单元进行结构展开,以获取所述目标电路单元的层次化结构,包括:
确定所述目标电路单元的各层级是否具有引用单元;
若该层级具有引用单元,则根据所述目标电路单元的层次化数据对该层级进行结构展开,以获取所述该层级的层次化结构;
若该层级不具有引用单元,则将该层级的当前结构作为该层级的层次化结构;
根据各层级的层级化结构确定所述目标电路单元的层次化结构。
在一个实施例中,根据所述目标电路单元的层次化结构获取所述目标电路单元中各层级的金属层的图形信息,以确定所述目标电路单元的边界范围,包括:
根据各层级的层级化结构获取各层级的金属层的图形信息,根据各层级的金属层的图形信息确定所述各层级的边界范围;
根据各层级的边界范围确定目标电路单元的边界范围。
在一个实施例中,获取各层级的层次化结构以及与各层级对应的金属层的图形信息,以确定所述各层级的边界范围,包括:
若该层级具有引用单元,则该层级的层级化结构包括引用单元的层次化结构;
获取该层级的引用单元的层级化结构,根据引用单元的层次化结构和金属层的图形信息确定所述引用单元的边界范围,并根据引用单元的边界范围更新该层级的边界范围。
在一个实施例中,所述根据所述层次化数据和金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元的体积之前,所述方法还包括:
在第二电路标识集合中遍历第一电路标识集合中的电路标识,其中,所述第一电路标识集合中无重复地记录所述电路版图中所有电路单元的电路标识,所述第二电路标识集合中无重复地记录所述所有电路单元中的引用单元的电路标识;
根据遍历结果确定顶层电路单元;
根据所述顶层电路单元的层次化数据,根据顶层电路单元的层次化数据获取所述目标电路单元的层次化数据。
在一个实施例中,所述金属层的尺寸数据包括金属层的图形信息与层高,所述根据所述金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元中金属的体积,包括:
根据所述目标电路单元中最高层级的金属层的图形信息与层高,确定所述最高层级的金属层的第一总体积;
根据所述目标电路单元中的引用单元对应的金属层的图形信息与层高,确定所有的引用单元的金属层的第二总体积;
将所述第一总体积与所述第二总体积之和,作为所述目标电路单元中金属的体积。
在一个实施例中,根据所述金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元中金属的体积,包括:
获取所述目标电路单元中所有层级的金属层的图形信息;
根据所述所有层级的金属层的图形信息计算所述目标电路单元中金属的体积。
在一个实施例中,获取所述目标电路单元中所有层级的金属层的图形信息,包括:
确定所述目标电路单元的各层级是否具有引用单元;
若该层级具有引用单元,根据该层级的金属层的图形信息以及该层级中所述引用单元的金属层的图形信息确定该层级的金属层的图形信息;
若该层级不具有引用单元,根据该层级的金属层的图形信息确定该层级的金属层的图形信息。
本申请还提供一种电子设备,包括存储介质与控制器,所述存储介质上存储有管理程序,所述管理程序被所述控制器执行时实现如上任一所述的获取热力学参数的方法的步骤。
本申请还提供一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一所述的获取热力学参数的方法的步骤。
本申请还提供一种计算机程序产品,包括计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时实现如上任一所述的获取热力学参数的方法。
本申请的获取热力学参数的方法、电子设备及存储介质,方法包括:获取电路版图中的目标电路单元的结构数据;根据目标电路单元的结构数据,确定目标电路单元的金属体积分数,金属体积分数用于表示金属在目标电路单元中的体积占比;根据目标电路单元的金属体积分数,获取目标电路单元的热力学参数。本申请以电路版图中的电路单元为对象,基于电路单元的结构数据获取热力学参数,更加高效。
附图说明
图1是根据一实施例示出的获取热力学参数的方法的流程示意图。
图2是根据一实施例示出的目标电路单元的层次示意图。
图3是根据一实施例示出的确定目标电路单元的边界范围的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本发明中,“各”包括一个及两个以上的数量。
图1是根据一实施例示出的获取热力学参数的方法的流程示意图。如图1所示,本申请的获取热力学参数的方法,方法包括以下步骤:
S1,获取电路版图中的目标电路单元的结构数据;
S2,根据目标电路单元的结构数据,确定各电路单元的金属体积分数,金属体积分数用于表示金属在目标电路单元中的体积占比;
S3,根据目标电路单元的金属体积分数,获取目标电路单元的热力学参数。
通过上述方式,以电路版图中的电路单元(structure/cell)为对象,基于电路单元的结构数据获取热力学参数,更加高效。一个电路单元中的金属在其中主要形成了导线,平板等各种形状,其中,平面形状和尺寸结合itf工艺技术文件中提供的高度z方向的尺寸共同确定金属层所有形状的体积。此外,以电路单元作为处理单位,当设计发生改变时,只需要更新设计改变的电路单元即可更新对应电路单元的热力学参数,不必重新计算其他单元,获取效率更高。
目标电路单元为当前正在计算热力学参数的电路单元,本实施例中,目标电路单元为基于电路版图的层次化设计确定的电路单元,从而,通过以层次化设计中的电路单元划分热分析的材料边界,获取电路单元内的金属体积分数和热力学参数,可以更准确地计算出不同材料边界内的热力学参数。
在一个实施例中,步骤S1,获取电路版图中的目标电路单元的结构数据,包括:
读取电路版图的设计数据;
对设计数据进行解析,获取电路版图中的所有电路单元的电路标识;
对所有电路单元的电路标识进行无重复的记录,得到第一电路标识集合;
遍历第一电路标识集合,根据各电路单元的电路标识,获取各电路单元的结构数据;
从各电路单元的结构数据中,获取目标电路单元的结构数据。
其中,电路版图的设计数据包括版图文件与工艺技术文件,其中,版图文件可以为GDS(Graphical Design System,图形设计系统)版图文件,是一个二进制文件,其中含有集成电路版图中的平面几何形状、文本或标签,以及其他有关信息,并可以由层次结构组成。工艺技术文件(technology file)提供电路单元中每层的高度(z方向)信息,如M1金属层、M2金属层、POLY层等的层高。将版图文件和工艺技术文件相结合可以得到整个电路版图的结构数据。
在层次化设计的电路版图中,会出现大量重复使用的电路单元,不同电路单元其内部有不同的结构细节,电路单元之间通过电路标识进行区分,电路标识例如为电路单元的名称(name)。为了提高获取热力学参数的效率,进行获取热力学参数的目标电路单元之间互不重复,将这些不重复的电路单元的数据存储在数据库中,在完成这些电路单元的热力学参数的获取后,即电路版图中所有电路单元均完成了热力学参数的获取。因此,在对设计数据进行解析时,先获取电路版图中所有电路单元的电路标识,此时这些电路标识存在重复的电路标识,接着,对所有电路单元的电路标识进行无重复的记录,得到第一电路标识集合(AllStructuralNames),在第一电路标识集合中的电路标识互不相同,第一电路标识集合中的电路标识对应的每个电路单元,都可以是目标电路单元。最后,遍历第一电路标识集,即可根据各电路单元的电路标识从电路版图的设计数据中获取到各电路单元的结构数据,进而能够获取到目标电路单元的结构数据。实际实现时,可以按照name-structure对的形式,形成单元标识-电路单元的映射(nameStructureMap),依据电路单元的电路标识,可以从该映射中获取对应电路单元的内部结构数据,包括电路单元的层次化数据、电路单元中的金属层的尺寸数据等。
在一个实施例中,步骤S3,根据目标电路单元的金属体积分数,获取目标电路单元的热力学参数,包括:
根据金属体积分数计算目标电路单元中金属对应的第一热力学参数;
根据金属体积分数计算目标电路单元中非金属对应的非金属体积分数,并根据非金属体积分数计算非金属对应的第二热力学参数;
根据第一热力学参数和第二热力学参数计算目标电路单元的热力学参数。
其中,金属体积分数与非金属体积分数之和为100%,根据金属体积分数可以计算出非金属体积分数,之后,将金属体积分数与金属材料的属性的乘积作为金属部分的热力学参数,将非金属体积分数与非金属材料的属性的乘积作为非金属部分的热力学参数,将两部分热力学参数相加,得到目标电路单元的热力学参数。金属材料的属性和非金属材料的属性是指热力学属性,例如,导热率,密度, 比热容等。
在一个实施例中,结构数据包括层次化数据与金属层的尺寸数据;步骤S2,根据目标电路单元的结构数据,确定目标电路单元的金属体积分数,包括:
根据层次化数据和金属层的尺寸数据计算目标电路单元的体积;
根据金属层的尺寸数据计算目标电路单元中金属的体积;
根据目标电路单元的体积以及金属的体积计算金属体积分数。
其中,层次化数据用于表征对应电路单元内的电路单元之间的层级关系,层次化数据体现了电路单元之间的引用关系和位置关系,例如,可以用于说明电路单元或者电路中的功能模块属于哪个层。根据层次化数据可以获得层次化结构,层次化结构具体说明电路单元位处该层的哪个位置,以及各层级中电路单元的坐标,包括长度坐标、宽度坐标、高度坐标等。金属层尺寸数据包括金属层的图形,包括xyz方向上的尺寸数据。结合金属层的尺寸数据,能够确认目标电路单元的体积。金属体积分数具体可以是金属的体积与目标电路单元的体积的比值。
在一个实施例中,金属层的尺寸数据包括金属层的图形信息,根据层次化数据和金属层的尺寸数据计算目标电路单元的单元体积,包括:
根据层次化数据和金属层的图形信息确定目标电路单元的边界范围;
根据边界范围确定目标电路单元的最大面积;
获取目标电路单元的高度;
根据最大面积以及目标电路单元的高度确定目标电路单元的体积。
其中,金属层的尺寸数据包括金属层的图形信息,金属层的图形信息包括金属层的平面坐标数据以及金属层的高度信息。根据层次化数据和金属层的平面坐标数据,可以确定目标电路单元的边界范围,继而确定目标电路单元的最大面积。
在一个实施例中,获取目标电路单元的高度,包括:
获取目标电路单元中所有层的层高;
将所有层的层高进行无重复的累加,确定目标电路单元的高度。
根据层次化数据获得目标电路单元中各层级中层高坐标的最大值以及最小值,用层高坐标的最大值减去层高坐标的最小值获得目标电路单元的高度。
在一个实施例中,根据层次化数据和金属层的图形信息确定目标电路单元的边界范围,包括根据所述目标电路单元中最高层级的金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围。具体来说,包括:根据层次化数据获取目标电路单元中各层级的金属层的图形信息,金属层的图形信息包括path图形信息与Boundary图形信息;根据各层级的path图形信息与Boundary图形信息,确定目标电路单元的边界范围。
其中,目标电路单元中各层级的金属层包括Path(矩形)和Boundary(任意凸多边形),通常Path用来表示连接线,Boundary既可以用来表示连接线也可以用来表示不规则的“金属板”。根据层次化数据,目标电路单元的金属层由各层级的Path和Boundary共同构成,根据各层级的path图形信息与Boundary图形信息,可以确定目标电路单元的边界范围。
以图2所示为例,电路单元A的层级关系涉及电路单元B,电路单元B的层级关系涉及电路单元C和电路单元D,这样,电路单元A的边界范围由其本级的Path和Boundary,以及电路单元B、电路单元C和电路单元D中的Path和Boundary共同确定。
在一个实施例中,根据各层级的path图形信息与Boundary图形信息,确定目标电路单元的边界范围,包括:
根据目标电路单元中最高层级的path图形信息与Boundary图形信息确定目标电路单元的边界范围。
在一个实施例中,根据各层级的path图形信息与Boundary图形信息,确定目标电路单元的边界范围,还包括:
若目标电路单元具有引用单元,则获取目标电路单元中引用单元的边界范围,根据目标电路单元中的引用单元的边界范围更新目标电路单元的边界范围。
其中,最高层级的金属层是指目标电路单元中不属于引用单元的金属层,目标电路单元的金属层包括目标电路单元中最高层级的金属层及其引用单元对应的金属层。当目标电路单元不具有引用单元时,根据目标电路单元中最高层级的path图形信息与Boundary图形信息即可确定目标电路单元的边界范围,当目标电路单元具有引用单元时,则需要根据目标电路单元中的引用单元的边界范围更新目标电路单元的边界范围。
在一个实施例中,根据目标电路单元中的引用单元的边界范围更新目标电路单元的边界范围之前,还包括:根据引用单元的层次化数据和金属层的图形信息确定引用单元的边界范围。
其中,引用单元的边界范围的获取方式与目标电路单元相同,可以理解,在获取引用单元的边界范围时,该引用单元即相当于前述的目标电路单元。在目标电路单元具有引用单元时,若引用单元的边界范围已经计算,则引用单元的边界范围存储在数据库中,从数据中获取引用单元的边界范围,根据计算好的边界范围更新目标电路单元的边界范围,若引用单元的边界范围还未计算,则根据引用单元的层次化数据和金属层的图形信息确定引用单元的边界范围后,再更新目标电路单元的边界范围。具体来说,根据该引用单元的层次化数据对引用单元进行结构展开,获得引用单元的层次化结构;根据引用单元的层次化结构确定引用单元的金属层的图形信息;根据引用单元的层次化结确定引用单元的边界范围。
电路单元的边界范围即电路单元的最大外边界范围。首先,根据目标电路单元中最高层级的金属层的平面坐标数据,确定目标电路单元的第一边界范围,以图3所示为例,根据Path的平面坐标数据确定Path的最大范围11,根据Boundary的平面坐标数据确定Boundary的最大范围12,将Path的最大范围和Boundary的最大范围取并集,形成一个新的矩形13,作为目标电路单元的第一边界范围。
之后,从电路单元中最低层级的电路单元开始,逐层次向上计算。其中,当目标电路单元不具有引用单元时,则第一边界范围即为目标电路单元的边界范围。当目标电路单元具有引用单元时,根据展开结果中所有的引用单元在目标电路单元中的位置与引用单元的金属层的平面坐标数据,更新第一边界范围,以得到目标电路单元的边界范围,具体地,以两种引用单元Sref(structure reference,单元结构引用)和Aref(array structurereference,单元结构组引用)为例,从目标电路单元中取出所有的Srefs,遍历所有的Srefs,将Sref按照设计移动到目标电路单元中的指定位置,在第一边界范围的基础上,更新矩形的最大范围以得到电路单元的实际边界范围,例如,如果Sref的单元边界范围平移旋转后存在超出目标电路单元的第一边界范围的点,则更新目标电路单元的最大外边界范围相应的坐标。对目标电路单元中所有的Arefs进行相同的操作,更新目标电路单元的最大外边界范围。
在一个实施例中,步骤S2中,根据层次化数据和金属层的图形信息确定目标电路单元的单元边界范围,包括:
根据目标电路单元的层次化数据,对目标电路单元进行结构展开,以获取目标电路单元的层次化结构;
根据目标电路单元的层次化结构获取目标电路单元中各层级的金属层的图形信息,以确定目标电路单元的边界范围。
其中,根据目标电路单元的层次化结构获取目标电路单元中各层级的金属层的图形信息可以确定各层级的边界范围,根据各层级的边界范围确定目标电路单元的边界范围。获取各层级的层次化结构以及与各层级对应的金属层的图形信息,以确定所述各层级的边界范围时,若该层级具有引用单元,则该层级的层级化结构包括引用单元的层次化结构,获取该层级的引用单元的层级化结构,根据引用单元的层次化结构和金属层的图形信息确定所述引用单元的边界范围,并根据引用单元的边界范围更新该层级的边界范围。
其中,目标电路单元的结构数据包含层级关系所涉及的电路单元的电路标识,而这些电路单元的内部构造并没出现在当前的电路单元中,导致无法完整获取到电路单元中的所有金属层的尺寸数据。例如在电路版图中有一类特殊的引用单元Sref和Aref,它们专门用于层次化设计的重复调用,通过引用它们的电路标识代表设计中对这些引用单元进行复用。以图2所示为例,在电路单元A未进行层次化结构的展开前,电路单元B的结构数据在电路单元A的结构数据中不会体现,而在进行层次化结构的展开后,电路单元B的结构数据中如电路单元C和电路单元D的结构数据即可在电路单元A中体现,这样,随着电路单元A的逐层展开,电路单元A整体的实际结构数据将被完整获取,进而能够获取目标电路单元中各层级的金属层的图形信息,以确定目标电路单元的边界范围。
在一个实施例中,根据目标电路单元的层次化数据,对目标电路单元进行结构展开,以获取目标电路单元的层次化结构,包括:
确定目标电路单元的各层级是否具有引用单元;
若该层级具有引用单元,则根据目标电路单元的层次化数据对该层级进行结构展开,以获取该层级的层次化结构;
若该层级不具有引用单元,则将该层级的当前结构作为目标电路单元的层次化结构;
根据各层级的层级化结构确定目标电路单元的层次化结构。
对设计数据进行解析的过程,会根据读取到的电路版图各层的平面模型信息,若目标电路单元具有引用单元,则恢复构建层次化结构,确定各层级的电路单元的真实物理范围和内部的结构关系。
由于在第一电路标识集合中无重复地记录了电路版图中的电路单元的电路标识,因此,各电路单元和各电路单元的层级关系所涉及的电路单元均有对应的结构数据,如此,根据目标电路单元的层次化数据可以对目标电路单元进行层次化结构的展开。
目标电路单元中可以包含引用单元,也可以不包含引用单元,引用单元的内部可以具有其他引用单元,也可以不具有其他引用单元。对于内部不具有引用单元的电路单元,无需进行层次化结构的展开,或者说,层次化结构的展开结果即为原来的单元结构。内部具有引用单元的电路单元,根据电路单元的层次化数据与引用单元的层次化数据,对电路单元进行层次化结构的展开,同样参考图2,电路单元A的层次化数据体现电路单元A和电路单元B的关系,电路单元B为电路单元A的引用单元,电路单元B 的层次化数据体现电路单元B与电路单元C、电路单元D之间的关系,电路单元C、电路单元D为电路单元B的引用单元,这样,根据电路单元的层次化数据与引用单元的层次化数据,对电路单元进行层次化结构的展开,可以获得电路单元A整体的实际结构数据。
为确定各电路单元是否具有引用单元,在一个实施例中,根据层次化数据和金属层的尺寸数据计算目标电路单元的体积之前,方法还包括:
在第二电路标识集合中遍历第一电路标识集合中的电路标识,其中,第一电路标识集合中无重复地记录电路版图中所有电路单元的电路标识,第二电路标识集合中无重复地记录所有电路单元中的引用单元的电路标识;
根据遍历结果确定顶层电路单元;
根据顶层电路单元的层次化数据,根据顶层电路单元的层次化数据获取目标电路单元的层次化数据。
其中,以引用单元为Sref和Aref为例,将这两种引用单元的单元标识无重复地单独记录(SrefArefNames),得到第二电路标识集合,电路版图中位于顶层的电路单元不被其他单元引用,顶层电路单元中只可能包含其他被引用的单元。如此,在SrefArefNames中遍历查询AllStructuralNames(第一电路标识集合)中的单元标识,没有出现在SrefArefNames中的单元标识即为顶层电路单元的电路标识,进而可以根据电路标识获取顶层电路单元的结构数据,根据顶层电路单元的层次化数据,确定各电路单元是否具有引用单元。
在一个实施例中,金属层的尺寸数据包括金属层的图形信息与层高,根据金属层的尺寸数据计算目标电路单元中金属的体积,包括:
根据目标电路单元中最高层级的金属层的图形信息与层高,确定最高层级的金属层的第一总体积;
根据目标电路单元中的引用单元对应的金属层的图形信息与层高,确定所有的引用单元的金属层的第二总体积;
将第一总体积与第二总体积之和,作为目标电路单元中金属的体积。
其中,目标电路单元的金属体积为位于最高层级的金属层的体积以及引用单元中的金属层的体积之和。根据目标电路单元中最高层级的金属层的平面坐标数据与层高,可以确定最高层级的金属层的第一总体积,若目标电路单元具有引用单元,则第一总体积即为目标电路单元的金属体积。若目标电路单元具有引用单元,则根据引用单元的金属层的平面坐标数据与层高,确定所有的引用单元的金属层的第二总体积,并将第一总体积与第二总体积之和作为目标电路单元的金属体积。
在一个实施例中,根据金属层的尺寸数据计算目标电路单元中金属的体积,包括:
获取目标电路单元中所有层级的金属层的图形信息;
根据所有层级的金属层的图形信息计算目标电路单元中金属的体积。
其中,可以计算出各层级的金属体积,再进行加和得到目标电路单元中金属的体积。获取目标电路单元中所有层级的金属层的图形信息,包括:确定目标电路单元的各层级是否具有引用单元;若该层级具有引用单元,根据该层级的金属层的图形信息以及该层级中引用单元的金属层的图形信息确定该层级的金属层的图形信息;若该层级不具有引用单元,根据该层级的金属层的图形信息确定该层级的金属层的图形信息。具体的,若该层级中有引用单元,则确定引用单元的金属层的体积,根据该层级的金属层的体积以及该层级中引用单元的金属层的体积确定该层级的金属层的总体积。
基于上述获取过程,可以实现电路版图中所有电路单元的单元体积、单元边界范围、单元内金属总体积以及单元的热力学参数已经保存,之后,可以按照用户指定的层级进行输出,默认只输出顶层电路单元的下一层电路单元的热力学参数,在结果输出中,包括指定层单元的单元最大范围和单元内的热力学参数。如此,可以响应于输出目标层级的电路单元的热力学参数的指令,输出对应电路单元的热力学参数。
本申请从版图信息和工艺技术文档直接获取数据计算热力学参数,以电路版图内的单元为处理单位,方便快速组合计算任意层级的单元热力学参数,此外,直接给出热分析材料几何边界和边界内的热力学参数,更加准确。
以下结合具体的获取流程对本申请的获取热力学参数的方法进行详细说明。
(1)设计数据的读取与解析
将两种引用单元Sref和Aref的名称无重复地单独记录(SrefArefNames),另外无重复地记录设计中所有电路单元的名称,其中包含前述的SrefArefNames,记录为AllStructureNames。将所有的电路单元按照name-structure对的形式进行存储,形成电路单元名称-电路单元的映射nameStructureMap,依据电路单元的名称,可以从该映射中获取对应电路单元的内部结构细节。
版图数据读入后,都以电路单元为单位进行存储,每个电路单元中包含Path、Boundary、和它们所属层的信息。解析阶段,本申请中需要先根据电路单元的属性将其恢复为层次化(hierachy design)的结构体系数据,这里电路单元的属性是指一个电路单元在中规定的下属的引用和本层的path boundary信息。具体流程如下:
a.寻找整个设计的顶层电路单元(top structure)
顶层电路单元在设计中不被其他电路单元复用,顶层电路单元中只可能包含其他被引用的电路单元。在SrefArefNames中遍历查询AllStructuralNames中的电路单元名称,没有出现在SrefArefNames中的电路单元名称即为top structure name;通过nameStructureMap可以获取顶层电路单元的内部结构信息,可用于确定内部有引用单元的电路单元和内部没有引用单元的电路单元。
b.创建层次化结构(hierachy structure)
一个电路单元中包含当前层级的Path和Boundary信息(即最高层级的金属层的尺寸数据),这些元素可以直接提供几何和物理属性信息,除此之外,电路单元中还可能包含引用的电路单元名称,实际被引用的电路单元的内部构造并没出现在当前的电路单元中,因为版图数据中记录的层次化复用的电路单元只是引用了电路单元的名称,首先需要根据被引用的电路单元名称找到原始电路单元将其逐层展开。
逐层展开所有的Sref:遍历设计中的所有电路单元(nameStructureMap),筛选内部含有structure reference的电路单元,对这类电路单元的内部所有structurereference元素进行更新,将引用的电路单元在该电路单元中展开。
逐层展开所有的Aref:遍历设计中的所有电路单元(nameStructureMap),筛选内部含有array structure reference的电路单元,对这类电路单元的内部所有arraystructure reference元素进行更新,将引用的结构在该电路单元中展开。
高层次的电路单元内复用了低层次的电路单元,最低层次的电路单元不再复用其他电路单元,例如图2中的电路单元C和电路单元D是最低层次的电路单元时,将只包含Path和Boundary图形元素。因此,在计算每个电路单元的最大外边界范围(电路单元边界范围)的时候,需要先从最低级电路单元开始,逐层次向上计算,具体步骤如下:
c.计算每个电路单元的最大外边界范围
1.将所有的电路单元都标记为computedShape = 0,表示电路单元中含有引用单元且未被展开计算过;统计被展开计算过的电路单元计数初始化为0,totoalComputedStructureCount = 0;
2.遍历所有的电路单元(nameStructureMap),若当前电路单元内有引用单元(Srefs 或Arefs)且这些被引用单元中有未被展开计算过的电路单元computeShape = 0,则当前电路单元无法进行边界范围计算,跳过当前正在处理的电路单元。否则,例如当前电路单元中所有的引用电路单元都被展开计算过computeShape = 1,或者当前电路单元不包含任何引用电路单元,为最低级电路单元,执行下一步;
3.被展开计算过的电路单元计数自加1 totalComputedStructureCount += 1;
4.展开计算过程:
从当前电路单元中取出所有的Boundary图形元素(allBoundarys),遍历所有的Boundary元素,找出Boundary所覆盖的最大范围的坐标(Xmin, Ymin, Xmax, Ymax),形成一个临时的矩形tempBoundaryMaxRect(Boundary的最大范围);
从当前电路单元中取出所有的Path图形元素 (allPaths),遍历所有的Path元素,找出Path所覆盖的最大范围坐标(Xmin, Ymin, Xmax, Ymax),形成一个临时的矩形tempPathMaxRect(Path的最大范围);
如图3所示,将Boundary的最大范围tempBoundaryMaxRect和path的最大范围tempPathMaxRect取并集,形成一个新的矩形,作为当前电路单元内部元素的最大范围tempElementMaxRect;
从当前电路单元中取出所有的Srefs,遍历所有的Srefs,将Sref按照设计移动到当前电路单元中的指定位置;在tempElementMaxRect的基础上,更新矩形的最大范围,如果Sref的structMaxRect平移旋转后存在超出tempElementMaxRect的点,则更新相应的坐标;对当前电路单元中所有的Arefs进行相同的操作,更新tempElementMaxRect;
5.完成步骤4后,将tempElementMaxRect保存为当前电路单元的structMaxRect(实际的单元边界范围);并将当前电路单元标记为computedShape = 1;
6.重复以上步骤,直到totalComputedStructureCount等于nameStrucutureMap的数量,表示计算结束。
(2)热力学参数计算阶段
热力学参数计算以电路单元为基本单位,先计算每个电路单元中的金属和非金属的体积分数,再乘以相对应的材料热力学属性,最终得到一个电路单元内的热力学参数,具体实现过程如下:
a. 遍历nameStructureMap中的所有电路单元,取出其中全部的 Boundary图形元素(allBoundarys)和当前电路单元内的全部Path图形元素(allPaths);
遍历allPaths中的每个Path,取出该Path的layerId,记录该Path的layerId到当前电路单元中layerIds;通过layerId在读入的工艺技术文档中获得该layerId对应层的厚度(lyThickness),计算该Path的体积:
将allPaths中所有Path的体积相加,得到该电路单元中Path金属的体积sumPathVolume;
遍历allBoundarys中的每个Boundary,取出该Boundary的layerId,记录该Boundary的layerId到当前电路单元中layerIds;通过layerId在读入的工艺技术文档中获得该layerId对应层的厚度lyThisckness,计算该Boundary的体积:
因为Boundary为任意多边形,采用下面任意多边形面积计算公式计算Sboundary:
其中,(xi,yi)是任意多边形(n边形)的第i个顶点坐标;
将allBoundarys中所有Boundary体积相加,得到该电路单元中Boundary金属的体积sumBoundaryVolume。
b. 计算当前电路单元的总体积:首先计算当前电路单元的总高度,将当前电路单元中所有layerIds对应的层高度不重复地累加得到当前电路单元的总高度H,根据上一阶段中计算得到的当前电路单元的最大矩形范围structMaxRect得到当前电路单元的最大面积A,当前电路单元的总体积为:
如果当前电路单元中不含其他任何引用单元,或所有引用单元的金属体积已知,则当前电路单元内的金属总体积sumMetalVolume为:
如果当前电路单元中存在未被计算体积的引用单元,按照前述步骤a递归计算每个引用单元内的Vreferences。
c. 计算当前电路单元的金属体积分数并保存:
d. 根据当前电路单元中所使用的金属和非金属材料的属性,计算当前电路单元的各项热力学属性并保存:
(3)结果输出阶段
在热力学参数计算阶段,每个电路单元的总体积,电路单元内金属总体积以及电路单元的热力学属性已经保存,在结果输出阶段按照用户指定的层级进行输出,默认只输出top structure的下一层。结果输出中可以包含指定层电路单元的structureMaxRect和电路单元内的热力学参数。
本申请的获取热力学参数的方法,包括:获取电路版图中的目标电路单元的结构数据;根据目标电路单元的结构数据,确定目标电路单元的金属体积分数,金属体积分数用于表示金属在目标电路单元中的体积占比;根据目标电路单元的金属体积分数,获取目标电路单元的热力学参数。本申请以电路版图中的电路单元为对象,基于电路单元的结构数据获取热力学参数,更加高效。
本申请还提供一种获取热力学参数的装置,包括:
结构数据获取模块,用于获取电路版图中的目标电路单元的结构数据;
金属体积分数确定模块,用于根据目标电路单元的结构数据,确定目标电路单元的金属体积分数,金属体积分数用于表示金属在目标电路单元中的体积占比;
热力学参加计算模块,用于根据目标电路单元的金属体积分数,获取目标电路单元的热力学参数。
获取热力学参数的装置中各模块执行的步骤的具体过程详见方法实施例所述,不再赘述。
本申请还提供一种电子设备,包括存储介质与控制器,所述存储介质上存储有管理程序,所述管理程序被所述控制器执行时实现如上实施例所述的获取热力学参数的方法的步骤。
本申请还提供一种存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上实施例所述的获取热力学参数的方法的步骤。
本申请还提供一种计算机程序产品,包括计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时实现如上实施例所述的获取热力学参数的方法的步骤。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种获取热力学参数的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
获取电路版图中的目标电路单元的结构数据;
根据所述目标电路单元的结构数据,确定所述目标电路单元的金属体积分数,所述金属体积分数用于表示金属在所述目标电路单元中的体积占比;
根据所述目标电路单元的金属体积分数,获取所述目标电路单元的热力学参数;
所述结构数据包括层次化数据与金属层的尺寸数据;所述根据所述目标电路单元的结构数据,确定所述目标电路单元的金属体积分数,包括:
根据所述层次化数据和金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元的体积;
根据所述金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元中金属的体积;
根据所述目标电路单元的体积以及金属的体积计算金属体积分数;
所述根据所述目标电路单元的金属体积分数,获取所述目标电路单元的热力学参数,包括:
根据所述金属体积分数计算所述目标电路单元中金属对应的第一热力学参数;
根据所述金属体积分数计算所述目标电路单元中非金属对应的非金属体积分数,并根据所述非金属体积分数计算非金属对应的第二热力学参数;
根据所述第一热力学参数和第二热力学参数计算所述目标电路单元的热力学参数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述金属层的尺寸数据包括金属层的图形信息,所述根据层次化数据和金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元的单元体积,包括:
根据所述层次化数据和金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围;
根据所述边界范围确定所述目标电路单元的最大面积;
获取所述目标电路单元的高度;
根据所述最大面积以及所述目标电路单元的高度确定所述目标电路单元的体积。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述层次化数据和金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围,包括:
根据所述目标电路单元中最高层级的金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述层次化数据和金属层的图形信息确定所述目标电路单元的边界范围,还包括:
若所述目标电路单元具有引用单元,则获取所述目标电路单元中引用单元的边界范围,根据所述目标电路单元中的引用单元的边界范围更新所述目标电路单元的边界范围。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标电路单元中的引用单元的边界范围更新所述目标电路单元的边界范围之前,还包括:
根据所述引用单元的层次化数据和金属层的图形信息确定所述引用单元的边界范围。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述层次化数据和金属层的图形信息确定所述目标电路单元的单元边界范围,包括:
根据所述目标电路单元的层次化数据,对所述目标电路单元进行结构展开,以获取所述目标电路单元的层次化结构;
根据所述目标电路单元的层次化结构获取所述目标电路单元中各层级的金属层的图形信息,以确定所述目标电路单元的边界范围。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标电路单元的层次化数据,对所述目标电路单元进行结构展开,以获取所述目标电路单元的层次化结构,包括:
确定所述目标电路单元的各层级是否具有引用单元;
若该层级具有引用单元,则根据所述目标电路单元的层次化数据对该层级进行结构展开,以获取所述该层级的层次化结构;
若该层级不具有引用单元,则将该层级的当前结构作为该层级的层次化结构;
根据各层级的层次化结构确定所述目标电路单元的层次化结构。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,根据所述目标电路单元的层次化结构获取所述目标电路单元中各层级的金属层的图形信息,以确定所述目标电路单元的边界范围,包括:
根据各层级的层次化结构获取各层级的金属层的图形信息,根据各层级的金属层的图形信息确定所述各层级的边界范围;
根据各层级的边界范围确定目标电路单元的边界范围。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,获取各层级的层次化结构以及与各层级对应的金属层的图形信息,以确定所述各层级的边界范围,包括:
若该层级具有引用单元,则该层级的层次化结构包括引用单元的层次化结构;
获取该层级的引用单元的层次化结构,根据引用单元的层次化结构和金属层的图形信息确定所述引用单元的边界范围,并根据引用单元的边界范围更新该层级的边界范围。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述层次化数据和金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元的体积之前,所述方法还包括:
在第二电路标识集合中遍历第一电路标识集合中的电路标识,其中,所述第一电路标识集合中无重复地记录所述电路版图中所有电路单元的电路标识,所述第二电路标识集合中无重复地记录所述所有电路单元中的引用单元的电路标识;
根据遍历结果确定顶层电路单元;
根据所述顶层电路单元的层次化数据,获取所述目标电路单元的层次化数据。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述金属层的尺寸数据包括金属层的图形信息与层高,所述根据所述金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元中金属的体积,包括:
根据所述目标电路单元中最高层级的金属层的图形信息与层高,确定所述最高层级的金属层的第一总体积;
根据所述目标电路单元中的引用单元对应的金属层的图形信息与层高,确定所有的引用单元的金属层的第二总体积;
将所述第一总体积与所述第二总体积之和,作为所述目标电路单元中金属的体积。
12.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述金属层的尺寸数据计算所述目标电路单元中金属的体积,包括:
获取所述目标电路单元中所有层级的金属层的图形信息;
根据所述所有层级的金属层的图形信息计算所述目标电路单元中金属的体积。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,获取所述目标电路单元中所有层级的金属层的图形信息,包括:
确定所述目标电路单元的各层级是否具有引用单元;
若该层级具有引用单元,根据该层级的金属层的图形信息以及该层级中所述引用单元的金属层的图形信息确定该层级的金属层的图形信息;
若该层级不具有引用单元,根据该层级的金属层的图形信息确定该层级的金属层的图形信息。
14.一种电子设备,包括存储介质与控制器,其特征在于,所述存储介质上存储有管理程序,所述管理程序被所述控制器执行时实现如权利要求1至13中任一项所述的获取热力学参数的方法的步骤。
15.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至13中任一项所述的获取热力学参数的方法的步骤。
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