CN117744571A - 集成电路芯片的设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片设计技术领域，尤其涉及一种集成电路芯片的设计方法及系统。该方法包括以下步骤：获取集成电路芯片元件数据；对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据；根据模块布局解析数据对集成电路芯片元件数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图；通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励模拟，以生成芯片多频瞬态响应数据；对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数。本发明实现了高效的集成电路芯片设计。
Description
技术领域
本发明涉及芯片设计技术领域，尤其涉及一种集成电路芯片的设计方法及系统。
背景技术
随着信息技术的快速发展，电子设备的功能需求不断提升，对集成电路芯片的性能和功耗等方面提出了更高的要求。传统的集成电路芯片设计方法往往基于手工设计和经验积累，存在着设计效率低难以满足现代设备需求的问题。因此，开发一种智能化的集成电路芯片设计方法成为了迫切需求。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提出了一种集成电路芯片的设计方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种集成电路芯片的设计方法，包括以下步骤：
步骤S1：获取集成电路芯片元件数据；对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据；
步骤S2：根据模块布局解析数据对集成电路芯片元件数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图；
步骤S3：通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励模拟，以生成芯片多频瞬态响应数据；对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图；
步骤S4：基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据；
步骤S5：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成信号传输路径数据；基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行电磁干扰分析，生成芯片电磁干扰数据；通过芯片电磁干扰数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据；
步骤S6：通过信号传输路径数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
本发明通过获取集成电路芯片元件数据并进行功能需求分析，可以明确芯片的功能需求，确定芯片应该具备的功能和性能特征。通过多层次结构分析和布局结构设计，可以建立芯片的多层次布局结构图，确保芯片的各个模块之间的连接和布局满足设计要求，提高芯片的可靠性和性能。通过多频瞬态电压激励模拟，可以生成芯片的多频瞬态响应数据，评估芯片的性能指数。同时，通过温度分布分析，可以了解芯片在各个区域的温度分布情况，帮助优化芯片的散热设计和温度控制。通过热能负载峰值计算和温度异常点识别，可以确定芯片在负载峰值情况下的热能分布，提供散热设计的参考。同时，对异常温度数据进行分析可以识别和解决芯片温度异常问题，确保芯片工作在安全温度范围内。通过信号传输仿真和电磁干扰分析，可以评估信号传输路径的性能和稳定性，并识别潜在的电磁干扰问题。通过布线路径优化，可以改善信号传输质量，减少干扰和延迟，提高芯片的整体性能。通过信号传输路径数据进行性能优化，可以针对信号传输路径和布线路径进行调整和优化，提高芯片的传输性能和整体性能。通过构建芯片性能优化模型，可以指导后续的集成电路芯片设计工作，提高设计效率和质量。
优选地，步骤S1包括以下步骤：
步骤S11：获取集成电路芯片元件数据；
步骤S12：对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；
步骤S13：根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局需求分析，以生成布局需求数据；
步骤S14：基于布局需求数据对集成电路芯片元件数据进行功能模块划分，以生成功能模块结构数据；
步骤S15：对功能模块结构数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据。
本发明通过获取集成电路芯片所需的元件数据，包括各种电子元器件和器件参数等。通过获取准确的元件数据，可以确保后续设计过程中使用的元件与实际需要相符，提高设计结果的准确性和可靠性。通过对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，可以明确芯片应具备的功能和性能要求。这有助于定义芯片的功能需求数据，为后续的设计工作提供明确的目标和指导。通过布局需求分析，可以确定芯片的布局要求，包括元件之间的位置关系、连接方式和布线规划等。这有助于生成布局需求数据，为芯片的布局设计提供基础和方向。通过对集成电路芯片元件数据进行功能模块划分，可以将芯片按照功能进行逻辑划分，将复杂的芯片设计任务分解为更小的功能模块。这有助于实现设计的模块化和可重用性，提高设计的效率和可维护性。通过对功能模块结构数据进行布局解析，可以将各个功能模块在芯片上的位置进行规划和布局。这有助于生成模块布局解析数据，为后续的布局设计提供指导和依据，确保各个功能模块的布局满足设计要求。
优选地，步骤S2包括以下步骤：
步骤S21：根据模块布局解析数据对功能模块结构数据进行模块关联分析，以生成模块关联关系数据；
步骤S22：利用模块关联关系数据对集成电路芯片元件数据进行顶层结构分析，生成芯片顶层结构数据；
步骤S23：基于芯片顶层结构数据对模块布局解析数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；
步骤S24：对多层次结构数据进行数据通路识别，以生成数据流动路径数据；
步骤S25：对数据流动路径数据进行数据控制流分析，生成数据控制流逻辑；
步骤S26：通过数据控制流逻辑对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图。
本发明通过对功能模块结构数据进行模块关联分析，可以确定各个功能模块之间的关联关系。这有助于生成模块关联关系数据，为芯片设计提供模块之间的连接和通信规划，确保功能模块之间的有效协作和数据交换。通过顶层结构分析，可以将各个功能模块按照层次结构组织起来，形成芯片的顶层结构。这有助于生成芯片顶层结构数据，为后续的设计工作提供整体框架和架构，确保芯片设计的一致性和可维护性。通过多层次结构分析，可以将芯片的布局解析数据按照多层次结构进行分析和规划。这有助于生成多层次结构数据，为芯片的布局设计提供层次结构和布局规划，确保各个模块的布局满足设计要求。通过对多层次结构数据进行数据通路识别，可以确定数据在芯片内的流动路径。这有助于生成数据流动路径数据，为后续的设计工作提供数据通路规划和优化方案，确保数据的有效传输和处理。通过数据控制流分析，可以识别和分析数据在芯片内的控制逻辑。这有助于生成数据控制流逻辑，为芯片的控制信号和数据处理流程提供指导和优化，确保芯片的功能和性能要求得到满足。通过数据控制流逻辑对多层次结构数据进行布局结构设计，可以将数据通路和控制逻辑与芯片的多层次布局结构相结合。这有助于构建多层次布局结构图，为芯片的整体布局设计提供指导和优化，确保芯片设计的可靠性和性能。
优选地，步骤S3包括以下步骤：
步骤S31：通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励，生成多频瞬态电压激励数据；
步骤S32：对多频瞬态电压激励数据进行瞬态响应检测，以生成芯片多频瞬态响应数据；
步骤S33：对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；
步骤S34：通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行热传导衰减分析，生成热传导衰减数据；
步骤S35：对热传导衰减数据进行辐射路径检测，以生成热量散发路径数据；
步骤S36：基于热量散发路径数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图。
本发明通过多频瞬态电压激励，可以模拟芯片在不同频率下的工作状态。这有助于生成多频瞬态电压激励数据，为后续的瞬态响应检测和性能计算提供输入数据，确保对芯片性能的全面评估。通过瞬态响应检测，可以分析芯片在电压激励下的瞬态响应情况，包括电流、功耗、延迟等方面的表现。这有助于生成芯片多频瞬态响应数据，为芯片性能的评估和优化提供基础数据，确保芯片在各种工作条件下的可靠性和性能。通过对多频瞬态响应数据进行性能计算，可以评估芯片在不同频率下的性能指标，如功耗、速度、时序等。这有助于生成芯片性能指数，为芯片设计的优化和调整提供定量依据，确保芯片满足设计要求。通过热传导衰减分析，可以评估芯片在工作过程中的热传导特性和热耗散情况。这有助于生成热传导衰减数据，为芯片的散热设计和优化提供基础数据，确保芯片在工作过程中的稳定性和可靠性。通过辐射路径检测，可以确定芯片中热量散发的路径和方式。这有助于生成热量散发路径数据，为芯片的散热设计提供指导和优化方案，确保芯片在高温环境下的正常工作和稳定性。通过温度分布分析，可以评估芯片在工作过程中的温度分布情况。这有助于生成芯片温度分布图，为芯片设计的散热结构和布局优化提供指导，确保芯片在高负载和高温环境下的稳定性和可靠性。
优选地，步骤S4包括以下步骤：
步骤S41：基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行功耗分析，以生成芯片功耗数据；
步骤S42：根据芯片功耗数据对芯片温度分布图进行热点检测，以生成温度分布热点；
步骤S43：利用芯片热能负载峰值计算公式对温度分布热点进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；
步骤S44：利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；
步骤S45：根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据。
本发明通过功耗分析，可以评估芯片在不同区域的能量消耗情况。这有助于生成芯片功耗数据，为芯片设计的功耗优化提供依据，确保芯片在功耗控制方面的合理性和可靠性。通过热点检测，可以确定芯片中温度较高的区域，即热点区域。这有助于生成温度分布热点数据，为芯片的散热设计提供重要信息，确保热点区域的温度控制和散热措施的合理性。通过热能负载峰值计算，可以评估温度分布热点的热能负载情况，即热量的峰值。这有助于生成芯片热能负载峰值数据，为芯片的散热设计和功耗控制提供依据，确保热点区域的稳定性和可靠性，通过温度异常点识别，可以标记出温度分布图中的异常温度点，即温度超出正常范围的点。这有助于识别潜在的温度问题和热点，为异常温度的调查和修复提供指导，确保芯片的温度稳定性和可靠性。通过异常温度节点分析，可以确定多层次布局结构图中与异常温度相关的节点和元件。这有助于生成芯片异常温度数据，为芯片设计的优化和问题修复提供指导，确保芯片在异常温度下的可靠性和性能。
优选地，步骤S43中的芯片热能负载峰值计算公式具体为：
E为芯片热能负载峰值，k为芯片热传导系数，A为多频瞬态电压值，T为芯片时钟信号传输频率，t为信号传输延迟时间，C为芯片平均温度，I为芯片正常工作核定电流，V为芯片正常工作核定电压，R为芯片电路电阻值，L为芯片布线路径长度，W为芯片热容量，H为芯片质量。
本发明通过将多频瞬态电压值A和芯片时钟信号传输频率T/t纳入计算，更准确地反映出芯片在不同工作频率下的瞬态电压变化以及时钟信号对热能负载的影响，热传导系数k代表了材料传导热能的能力，较高的热传导系数意味着热能在芯片内部的传输更有效。通过考虑热传导系数，可以更准确地估计芯片内部的热能分布和传输过程，从而提供更精确的热能负载峰值计算。/>引入了芯片平均温度C和信号传输延迟时间t对热能负载峰值的影响，对数函数的平滑性和限制增长速度可以更合理地模拟和描述温度和延迟对热能负载的影响。它可以提供更准确的函数模型，使计算结果更可靠，/>表示芯片正常工作核定电流I、芯片正常工作核定电压V、芯片电路电阻值R、布线路径长度L、芯片热容量W和芯片质量H的综合影响，通过综合考虑这些参数，可以更全面地评估芯片的热能负载峰值。这些参数代表了电流、电压、电阻、布线、热容量和质量等多个因素对热能负载的影响。通过考虑这些因素，可以提供更准确的热能负载峰值计算，并帮助设计人员优化散热和提高芯片的性能和可靠性，公式考虑了瞬态电压和时钟频率的影响，对数项引入了温度和延迟的影响，而根号项综合考虑了电流、电压、电阻、布线、热容量和质量等多个因素的影响。通过综合考虑这些因素，可以提供更准确的热能负载峰值计算，有助于设计人员优化散热和提高芯片的性能和可靠性。
优选地，步骤S5的具体步骤为：
步骤S51：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成芯片信号传输数据；
步骤S52：基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行辐射干扰分析，以生成电磁辐射干扰数据；
步骤S53：对信号传输路径数据进行传导干扰分析，以生成电磁传导干扰数据；
步骤S54：对电磁辐射干扰数据及电磁传导干扰数据进行电磁兼容性分析，以生成电磁兼容性数据；
步骤S55：根据电磁兼容性数据对信号传输路径数据进行冗余路径识别，生成冗余布线路径数据；
步骤S56：利用冗余布线路径数据对信号传输路径数据进行冗余路径剔除处理，以生成冗余优化路径数据；
步骤S57：通过冗余优化路径数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据。
本发明通过信号传输仿真，可以模拟信号在芯片元件之间的传输情况。这有助于生成芯片信号传输数据，为芯片设计的信号完整性和时序性提供评估和优化依据，确保信号能够正确传输和接收。通过辐射干扰分析，可以评估信号传输路径在芯片异常温度下可能引起的电磁辐射干扰情况。这有助于生成电磁辐射干扰数据，为芯片的电磁兼容性和辐射控制提供依据，确保信号传输路径的可靠性和免受辐射干扰的影响。通过传导干扰分析，可以评估信号传输路径间可能引起的电磁传导干扰情况。这有助于生成电磁传导干扰数据，为芯片的电磁兼容性和传导控制提供依据，确保信号传输路径的可靠性和免受传导干扰的影响。通过电磁兼容性分析，可以综合评估信号传输路径的辐射干扰和传导干扰情况，确定可能的电磁兼容性问题。这有助于生成电磁兼容性数据，为芯片设计的辐射和传导控制提供综合优化方案，确保信号传输的可靠性和稳定性。通过冗余路径识别，可以确定信号传输路径中存在的冗余路径，即多余的路径。这有助于生成冗余布线路径数据，为信号传输路径的优化提供指导和依据，减少冗余路径对信号传输的干扰和影响。通过冗余路径剔除处理，可以从信号传输路径中去除冗余路径，减少信号传输中的不必要的干扰和功耗。这有助于生成冗余优化路径数据，为信号传输路径的优化和性能提升提供依据和支持。通过布线路径优化分析，可以根据冗余优化路径数据对多层次布局结构图中的布线路径进行优化。这有助于生成优化布线路径数据，为芯片设计的布线阶段提供指导和依据，确保信号传输路径的最佳布局和性能。
优选地，步骤S51的具体步骤为：
步骤S511：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成芯片信号传输数据；
步骤S512：对芯片信号传输数据进行传输延迟分析，以生成信号传输延迟数据；
步骤S513：通过信号传输延迟数据对芯片信号传输数据进行信号失真分析，以生成信号完整性数据；
步骤S514：对信号完整性数据进行传输路径分析，以剩下信号传输路径数据。
本发明通过信号传输仿真，可以模拟信号在芯片元件之间的传输过程。这有助于生成芯片信号传输数据，为芯片设计的信号完整性和时序性提供评估和优化依据，确保信号能够正确传输和接收。通过传输延迟分析，可以评估芯片信号在传输过程中的延迟情况。这有助于生成信号传输延迟数据，为芯片设计的时序控制和性能优化提供依据，确保信号能够按时准确传输和到达目标位置。通过信号失真分析，可以评估芯片信号在传输过程中可能引起的失真情况，如信号衰减、波形变形等。这有助于生成信号完整性数据，为芯片设计的信号质量和稳定性提供依据，确保信号能够准确、稳定地传输和接收。通过传输路径分析，可以确定信号传输过程中的有效路径，并剩下可靠的信号传输路径数据。这有助于优化芯片的信号传输路径，排除潜在的故障路径，确保信号的可靠传输和减少信号失真的风险。
优选地，步骤S6的具体步骤为：
步骤S61：对芯片信号传输数据进行信号时序分析，生成时序信号数据；
步骤S62：对时序信号数据进行时钟频率分析，以生成芯片信号时序频率数据；
步骤S63：对芯片信号时序频率数据进行动态信号频率优化，生成自适应时钟频率数据；
步骤S64：通过自适应时钟频率数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；
步骤S65：利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
本发明通过信号时序分析，可以评估芯片信号在传输过程中的时序关系和时序约束。这有助于生成时序信号数据，为芯片设计的时序控制和信号完整性提供依据，确保信号在正确的时间窗口内传输和接收。通过时钟频率分析，可以评估芯片信号的时钟频率要求和约束。这有助于生成芯片信号时序频率数据，为芯片设计的时钟频率设置和时序控制提供依据，确保信号按照正确的频率进行传输和处理。通过动态信号频率优化，可以根据芯片的实际需求和工作负载，自动调整时钟频率。这有助于生成自适应时钟频率数据，为芯片设计提供灵活的时钟频率设置，以优化功耗、减少时序冲突和提高性能。通过自适应时钟频率数据进行优化布线路径，可以针对不同的时钟频率要求和信号传输需求，优化芯片的布线路径。这有助于生成芯片性能优化数据，为芯片设计提供具有良好传输性能的布线路径，以提高信号传输速度、减少延迟和提高整体性能。通过利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，可以构建芯片性能优化模型。这有助于执行集成电路芯片设计作业，通过模型的分析和预测，优化芯片的性能、功耗、时序和布线等方面，以满足设计要求和性能目标。
在本说明书中，还提供了一种集成电路芯片的设计系统，用于执行如上所述的集成电路芯片的设计方法，包括：
功能需求模块，用于获取集成电路芯片元件数据；对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据；
布局结构模块，用于根据模块布局解析数据对集成电路芯片元件数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图；
瞬态激励模块，用于通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励模拟，以生成芯片多频瞬态响应数据；对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图；
异常温度模块，用于基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据；
路径优化模块，用于根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成信号传输路径数据；基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行电磁干扰分析，生成芯片电磁干扰数据；通过芯片电磁干扰数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据；
性能优化模块，用于通过信号传输路径数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
本发明通过获取集成电路芯片元件数据，并进行功能需求分析，可以生成芯片功能需求数据。这有助于明确芯片的功能需求，并为后续的布局解析和布局结构设计提供依据。通过对模块布局解析数据进行多层次结构分析，可以生成多层次结构数据。这有助于理解芯片的布局结构，并为后续的布局结构设计提供依据。同时，通过布局结构设计，可以构建多层次布局结构图，进一步明确芯片的布局。通过对多层次布局结构图进行多频瞬态电压激励模拟，可以生成芯片的多频瞬态响应数据。这有助于评估芯片在不同工作频率下的响应情况，并为性能计算和温度分布分析提供依据。同时，通过多频瞬态响应数据，可以计算芯片的性能指数，评估其性能水平。通过基于芯片性能指数对温度分布图进行热能负载峰值计算，可以生成芯片的热能负载峰值数据。这有助于评估芯片在工作过程中的热能负载情况，并为温度异常点的识别和异常温度数据的生成提供依据。通过分析异常温度数据，可以识别芯片中存在的温度异常情况。通过对多层次布局结构图进行信号传输仿真，可以生成信号传输路径数据。这有助于评估芯片中信号的传输路径，并为后续的电磁干扰分析和布线路径优化提供依据。通过电磁干扰分析，可以生成芯片的电磁干扰数据，进一步指导布线路径的优化。通过对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，可以生成芯片的性能优化数据。这有助于优化芯片的传输性能，提高信号的传输速度和稳定性。通过循环卷积网络，可以构建芯片性能优化模型，进一步指导集成电路芯片设计作业的执行。
附图说明
图1为本发明的集成电路芯片的设计方法的步骤流程示意图；
图2为步骤S1的详细实施步骤流程示意图；
图3为步骤S2的详细实施步骤流程示意图；
图4为步骤S3的详细实施步骤流程示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实例提供一种集成电路芯片的设计方法及系统。所述集成电路芯片的设计方法及系统的执行主体包括但不限于搭载该系统的：机械设备、数据处理平台、云服务器节点、网络上传设备等可看作本申请的通用计算节点，所述数据处理平台包括但不限于：音频图像管理系统、信息管理系统、云端数据管理系统至少一种。
请参阅图1至图4，本发明提供一种集成电路芯片的设计方法，所述集成电路芯片的设计方法包括以下步骤：
步骤S1：获取集成电路芯片元件数据；对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据；
步骤S2：根据模块布局解析数据对集成电路芯片元件数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图；
步骤S3：通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励模拟，以生成芯片多频瞬态响应数据；对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图；
步骤S4：基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据；
步骤S5：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成信号传输路径数据；基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行电磁干扰分析，生成芯片电磁干扰数据；通过芯片电磁干扰数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据；
步骤S6：通过信号传输路径数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
本发明通过获取集成电路芯片元件数据并进行功能需求分析，可以明确芯片的功能需求，确定芯片应该具备的功能和性能特征。通过多层次结构分析和布局结构设计，可以建立芯片的多层次布局结构图，确保芯片的各个模块之间的连接和布局满足设计要求，提高芯片的可靠性和性能。通过多频瞬态电压激励模拟，可以生成芯片的多频瞬态响应数据，评估芯片的性能指数。同时，通过温度分布分析，可以了解芯片在各个区域的温度分布情况，帮助优化芯片的散热设计和温度控制。通过热能负载峰值计算和温度异常点识别，可以确定芯片在负载峰值情况下的热能分布，提供散热设计的参考。同时，对异常温度数据进行分析可以识别和解决芯片温度异常问题，确保芯片工作在安全温度范围内。通过信号传输仿真和电磁干扰分析，可以评估信号传输路径的性能和稳定性，并识别潜在的电磁干扰问题。通过布线路径优化，可以改善信号传输质量，减少干扰和延迟，提高芯片的整体性能。通过信号传输路径数据进行性能优化，可以针对信号传输路径和布线路径进行调整和优化，提高芯片的传输性能和整体性能。通过构建芯片性能优化模型，可以指导后续的集成电路芯片设计工作，提高设计效率和质量。
本发明实施例中，参考图1所述，为本发明一种集成电路芯片的设计方法及系统的步骤流程示意图，在本实例中，所述集成电路芯片的设计方法的步骤包括：
步骤S1：获取集成电路芯片元件数据；对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据；
本实施例中，通过多种途径获取集成电路芯片元件数据，例如从供应商、技术文档、规格表、芯片设计工具等渠道获取相关数据，分析元件数据并确定芯片的功能需求，这可能包括对输入输出接口、处理能力、存储要求等方面的分析，根据芯片功能需求，对各个功能模块进行布局解析，确定元件的相对位置、连接方式和电路路径，包括考虑信号传输、功耗、热散、电磁兼容等因素，并绘制相应的布局图和连接图。
步骤S2：根据模块布局解析数据对集成电路芯片元件数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图；
本实施例中，根据模块布局解析数据，将芯片元件按照其功能、层次和联系进行分析和分类。这可以包括将元件分组为不同的功能模块、子模块和层级，以及确定它们之间的关系和连接方式。根据多层次结构数据，考虑元件之间的布局关系、电路路径、功耗和信号传输等因素，进行芯片的整体布局结构设计。这可能包括确定元件在芯片的位置、布线路径、电源分配、信号引脚位置等。通过绘制多层次布局结构图，可以清晰地表示芯片的层次关系和布局设计。
步骤S3：通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励模拟，以生成芯片多频瞬态响应数据；对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图；
本实施例中，基于多层次布局结构图，使用电路仿真工具进行多频瞬态电压激励模拟。通过为芯片的输入引脚施加不同频率的电压激励，模拟芯片在各个频率下的瞬态响应。这可以包括考虑电压传输、信号完整性和功耗等因素。基于多频瞬态响应数据，进行热分析和模拟。通过考虑芯片元件的功耗、散热措施、导热路径等因素，模拟芯片在运行过程中的温度分布。根据分析结果，绘制芯片的温度分布图，显示不同区域的温度分布情况。
步骤S4：基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据；
本实施例中，基于芯片性能指数和温度分布图，分析芯片元件的功耗、散热设计、导热路径等因素，计算芯片在负载峰值状态下的热能负载。这可以包括考虑芯片各个区域的功耗密度、热阻、热容等参数，并进行相应的热传导计算和模拟。基于芯片热能负载峰值数据，分析温度分布图中的温度值，检测是否存在超过设定阈值的异常温度点。根据设定的标记规则，对超过阈值的温度点进行标记，以便后续的异常温度分析。根据温度异常点的位置信息，对多层次布局结构图进行分析。通过追踪电路路径和元件连接关系，确定与异常温度点相关的元件和节点。这可以包括查找电流路径、功耗密度高的区域、散热不良的元件等，以确定异常温度点的原因和影响范围。
步骤S5：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成信号传输路径数据；基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行电磁干扰分析，生成芯片电磁干扰数据；通过芯片电磁干扰数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据；
本实施例中，基于多层次布局结构图和芯片元件数据，使用电磁仿真工具对信号传输进行模拟和分析。通过考虑电路拓扑、信号线的布局和连接关系等因素，模拟信号在芯片中的传输路径，生成相应的信号传输路径数据。基于芯片异常温度数据，结合信号传输路径数据，进行电磁干扰分析。通过考虑信号线之间的距离、干扰源的位置和功耗、散热不良区域等因素，分析信号传输路径上的电磁干扰情况，生成相应的电磁干扰数据。基于芯片电磁干扰数据，对多层次布局结构图中的布线路径进行分析。通过考虑电磁干扰敏感区域、信号线的长度和走向、干扰源的位置等因素，优化布线路径，减少电磁干扰的影响。根据分析结果，生成优化的布线路径数据，以供后续的布线设计和优化。
步骤S6：通过信号传输路径数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
本实施例中，基于信号传输路径数据和优化布线路径数据，分析芯片的传输性能。通过考虑信号线的长度、走向、电阻、电容等因素，优化布线路径，减少信号传输的延迟、功耗等性能指标。根据分析结果，生成芯片性能优化数据，包括优化后的传输延迟、功耗等指标，将芯片性能优化数据作为输入，利用循环卷积网络(Recurrent ConvolutionalNetwork)等深度学习方法进行膨胀卷积。通过模型的学习和训练，构建芯片性能优化模型，以实现芯片设计作业中的性能优化任务。这个模型可以通过学习芯片性能优化数据的模式和规律，对新的设计方案进行预测和优化。
本实施例中，参考图2所述，为步骤S1的详细实施步骤流程示意图，本实施例中，所述步骤S1的详细实施步骤包括：
步骤S11：获取集成电路芯片元件数据；
步骤S12：对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；
步骤S13：根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局需求分析，以生成布局需求数据；
步骤S14：基于布局需求数据对集成电路芯片元件数据进行功能模块划分，以生成功能模块结构数据；
步骤S15：对功能模块结构数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据。
本发明通过获取集成电路芯片所需的元件数据，包括各种电子元器件和器件参数等。通过获取准确的元件数据，可以确保后续设计过程中使用的元件与实际需要相符，提高设计结果的准确性和可靠性。通过对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，可以明确芯片应具备的功能和性能要求。这有助于定义芯片的功能需求数据，为后续的设计工作提供明确的目标和指导。通过布局需求分析，可以确定芯片的布局要求，包括元件之间的位置关系、连接方式和布线规划等。这有助于生成布局需求数据，为芯片的布局设计提供基础和方向。通过对集成电路芯片元件数据进行功能模块划分，可以将芯片按照功能进行逻辑划分，将复杂的芯片设计任务分解为更小的功能模块。这有助于实现设计的模块化和可重用性，提高设计的效率和可维护性。通过对功能模块结构数据进行布局解析，可以将各个功能模块在芯片上的位置进行规划和布局。这有助于生成模块布局解析数据，为后续的布局设计提供指导和依据，确保各个功能模块的布局满足设计要求。
本实施例中，通过芯片设计规格书、器件手册或其他相关资料，获取集成电路芯片的元件数据。这些数据描述了芯片中各个元件的类型、功能和特性。分析集成电路芯片的元件数据，了解每个元件的功能和性能要求。根据设计的目标和应用需求，确定芯片的功能需求，并将其记录为芯片功能需求数据。根据芯片功能需求数据，分析各个功能模块之间的关系和连接方式。考虑元件的物理尺寸、电路之间的电气特性等因素，确定元件在芯片上的布局需求，并将其记录为布局需求数据。根据布局需求数据和元件的功能需求，确定功能模块的划分标准。这可以基于元件之间的逻辑关系、电路的性能要求以及布局需求数据中提到的特定要求，将集成电路芯片的元件按照划分标准进行分类和组合，形成相应的功能模块。确保每个功能模块能够满足其所需的功能和性能要求，为每个功能模块生成功能模块结构数据，其中包括模块名称、包含的元件列表、模块之间的连接关系等信息。这些数据描述了芯片中各个功能模块的结构和组成关系，根据布局需求数据中提到的布局要求，以及设计规范和限制条件，确定每个功能模块在芯片上的布局位置。考虑到芯片的物理约束，如芯片边界、引脚分布等，分析功能模块之间的信号连接关系，并进行布线规划，确定功能模块之间的连接方式和布线路径，生成模块布局解析数据，包括每个功能模块的位置坐标、布局约束、引脚位置和布线路径等信息。这些数据为后续的芯片布局布线提供指导。
本实施例中，参考图3所述，为步骤S2的详细实施步骤流程示意图，本实施例中，所述步骤S2的详细实施步骤包括：
步骤S21：根据模块布局解析数据对功能模块结构数据进行模块关联分析，以生成模块关联关系数据；
步骤S22：利用模块关联关系数据对集成电路芯片元件数据进行顶层结构分析，生成芯片顶层结构数据；
步骤S23：基于芯片顶层结构数据对模块布局解析数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；
步骤S24：对多层次结构数据进行数据通路识别，以生成数据流动路径数据；
步骤S25：对数据流动路径数据进行数据控制流分析，生成数据控制流逻辑；
步骤S26：通过数据控制流逻辑对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图。
本发明通过对功能模块结构数据进行模块关联分析，可以确定各个功能模块之间的关联关系。这有助于生成模块关联关系数据，为芯片设计提供模块之间的连接和通信规划，确保功能模块之间的有效协作和数据交换。通过顶层结构分析，可以将各个功能模块按照层次结构组织起来，形成芯片的顶层结构。这有助于生成芯片顶层结构数据，为后续的设计工作提供整体框架和架构，确保芯片设计的一致性和可维护性。通过多层次结构分析，可以将芯片的布局解析数据按照多层次结构进行分析和规划。这有助于生成多层次结构数据，为芯片的布局设计提供层次结构和布局规划，确保各个模块的布局满足设计要求。通过对多层次结构数据进行数据通路识别，可以确定数据在芯片内的流动路径。这有助于生成数据流动路径数据，为后续的设计工作提供数据通路规划和优化方案，确保数据的有效传输和处理。通过数据控制流分析，可以识别和分析数据在芯片内的控制逻辑。这有助于生成数据控制流逻辑，为芯片的控制信号和数据处理流程提供指导和优化，确保芯片的功能和性能要求得到满足。通过数据控制流逻辑对多层次结构数据进行布局结构设计，可以将数据通路和控制逻辑与芯片的多层次布局结构相结合。这有助于构建多层次布局结构图，为芯片的整体布局设计提供指导和优化，确保芯片设计的可靠性和性能。
本实施例中，根据模块布局解析数据中的布线路径和信号连接信息，分析各个功能模块之间的信号传输和互联关系，确定哪些功能模块之间需要进行数据或控制信号的传输，并记录它们之间的关联关系，根据模块关联关系和功能模块的尺寸、布局要求等信息，确定芯片的顶层结构，即各个功能模块在芯片上的相对位置和布局方式，生成芯片顶层结构数据，包括芯片的整体结构、功能模块的位置和布局信息等。这些数据描述了芯片的高层次结构和模块之间的组织关系，根据芯片顶层结构数据，对模块布局解析数据进行分析，确定各个功能模块的层次结构和组织方式。这可以根据模块之间的关系、功能的复杂程度等因素进行划分，将模块布局解析数据进行层次化组织，形成多层次的结构。每个层次表示不同的功能模块组合或子系统，根据多层次结构数据，分析各个层次中的功能模块之间的连接方式和数据传输规则，识别数据在芯片中的流动路径，即确定数据从源模块到目标模块的传输路径，包括中间经过的功能模块和连接方式，根据数据流动路径数据，分析数据在芯片中的控制流规则和条件，确定数据在不同功能模块之间的控制信号传递方式和逻辑，包括数据传输的触发条件、控制信号的生成和传递方式等，生成数据控制流逻辑，其中包括数据的控制信号逻辑、触发条件、控制信号传递方式等信息。这些数据描述了数据在芯片中的控制流逻辑，根据数据控制流逻辑，分析各个功能模块之间的数据传输和控制关系，确定功能模块之间的布局要求和约束条件，根据布局要求和约束条件，对芯片的多层次结构数据进行布局结构设计，确定各个功能模块在芯片上的位置和布局方式，以满足数据控制流逻辑的要求，构建多层次布局结构图，将各个功能模块按照设计的位置和布局方式在图上表示出来，形成芯片的多层次布局结构图。这个图描述了芯片中各个功能模块的布局和相对位置
本实施例中，参考图4所述，为步骤S3的详细实施步骤流程示意图，本实施例中，所述步骤S3的详细实施步骤包括：
步骤S31：通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励，生成多频瞬态电压激励数据；
步骤S32：对多频瞬态电压激励数据进行瞬态响应检测，以生成芯片多频瞬态响应数据；
步骤S33：对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；
步骤S34：通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行热传导衰减分析，生成热传导衰减数据；
步骤S35：对热传导衰减数据进行辐射路径检测，以生成热量散发路径数据；
步骤S36：基于热量散发路径数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图。
本发明通过多频瞬态电压激励，可以模拟芯片在不同频率下的工作状态。这有助于生成多频瞬态电压激励数据，为后续的瞬态响应检测和性能计算提供输入数据，确保对芯片性能的全面评估。通过瞬态响应检测，可以分析芯片在电压激励下的瞬态响应情况，包括电流、功耗、延迟等方面的表现。这有助于生成芯片多频瞬态响应数据，为芯片性能的评估和优化提供基础数据，确保芯片在各种工作条件下的可靠性和性能。通过对多频瞬态响应数据进行性能计算，可以评估芯片在不同频率下的性能指标，如功耗、速度、时序等。这有助于生成芯片性能指数，为芯片设计的优化和调整提供定量依据，确保芯片满足设计要求。通过热传导衰减分析，可以评估芯片在工作过程中的热传导特性和热耗散情况。这有助于生成热传导衰减数据，为芯片的散热设计和优化提供基础数据，确保芯片在工作过程中的稳定性和可靠性。通过辐射路径检测，可以确定芯片中热量散发的路径和方式。这有助于生成热量散发路径数据，为芯片的散热设计提供指导和优化方案，确保芯片在高温环境下的正常工作和稳定性。通过温度分布分析，可以评估芯片在工作过程中的温度分布情况。这有助于生成芯片温度分布图，为芯片设计的散热结构和布局优化提供指导，确保芯片在高负载和高温环境下的稳定性和可靠性。
本实施例中，根据多层次布局结构图，确定需要进行多频瞬态电压激励的元件和其对应的信号源，针对每个需要激励的元件，选择适当的频率范围，并生成相应的电压激励信号，将生成的多频瞬态电压激励信号应用到对应的元件上，以模拟在不同频率下的电压激励情况，将多频瞬态电压激励数据应用到多层次布局结构图中的元件上，模拟电路中的信号传输和响应，在每个元件和连接路径上，根据激励信号和电路元件的特性，计算瞬态响应，包括电流、电压和功耗等参数，根据多频瞬态响应数据，计算芯片的性能指标，如响应时间、功耗消耗、信号传输延迟等，根据需要，可以对不同频率下的性能指标进行加权计算，得到综合的芯片性能指数，根据多频瞬态响应数据中的功耗信息，结合多层次布局结构图中元件的热传导特性，进行热传导衰减分析，计算各个元件之间的热传导路径和衰减情况，考虑材料热导率、接触热阻等因素，基于热传导衰减数据，分析芯片中存在的热量积聚区域和高温区域，检测热量散发路径，即从高温区域到散热区域的辐射传导路径，根据热量散发路径数据，确定热量从高温区域到散热区域的传导路径，从散热区域开始，根据热量传导路径逐步计算各个元件的温度，考虑元件的热容量、热阻、热传导特性等因素，模拟热量在元件之间的传导和积聚，根据计算得到的温度数据，生成芯片的温度分布图，直观地显示芯片上各个区域的温度分布情况。
本实施例中，步骤S4包括以下步骤：
步骤S41：基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行功耗分析，以生成芯片功耗数据；
步骤S42：根据芯片功耗数据对芯片温度分布图进行热点检测，以生成温度分布热点；
步骤S43：利用芯片热能负载峰值计算公式对温度分布热点进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；
步骤S44：利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；
步骤S45：根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据。
本发明通过功耗分析，可以评估芯片在不同区域的能量消耗情况。这有助于生成芯片功耗数据，为芯片设计的功耗优化提供依据，确保芯片在功耗控制方面的合理性和可靠性。通过热点检测，可以确定芯片中温度较高的区域，即热点区域。这有助于生成温度分布热点数据，为芯片的散热设计提供重要信息，确保热点区域的温度控制和散热措施的合理性。通过热能负载峰值计算，可以评估温度分布热点的热能负载情况，即热量的峰值。这有助于生成芯片热能负载峰值数据，为芯片的散热设计和功耗控制提供依据，确保热点区域的稳定性和可靠性，通过温度异常点识别，可以标记出温度分布图中的异常温度点，即温度超出正常范围的点。这有助于识别潜在的温度问题和热点，为异常温度的调查和修复提供指导，确保芯片的温度稳定性和可靠性。通过异常温度节点分析，可以确定多层次布局结构图中与异常温度相关的节点和元件。这有助于生成芯片异常温度数据，为芯片设计的优化和问题修复提供指导，确保芯片在异常温度下的可靠性和性能。
本实施例中，使用芯片性能指数数据和温度分布图，确定每个区域的功耗贡献比例，根据每个区域的功耗贡献比例，将总功耗分配到各个区域，根据分配的功耗和每个区域的热阻、热容量等参数，计算每个区域的功耗值。根据芯片功耗数据，确定功耗较高的区域，即可能存在热点的区域，在温度分布图中，标记功耗较高的区域作为潜在的热点，根据功耗值的大小和相邻区域的温度分布情况，进一步判断和确认热点区域，对于每个温度分布热点，使用相应的热能负载峰值计算公式进行计算，热能负载峰值计算公式考虑功耗、面积、散热能力等因素，用于估算热量在热点区域的负载峰值，根据计算公式和热点区域的功耗值，计算每个热点区域的热能负载峰值，基于热能复杂峰值数据，识别温度分布图中可能存在的温度异常点，比较每个区域的温度与相邻区域的温度差异，判断是否存在异常的温度值，对于检测到的温度异常点，标记其位置和异常的温度值，基于温度异常点的位置信息，将其映射到多层次布局结构图上的对应元件或区域，分析异常温度节点周围的布局结构、散热情况和热传导路径等因素，根据分析结果，确定导致异常温度的可能原因，如布局不合理、散热不足等，生成芯片异常温度数据，包括异常温度节点的位置、异常温度值和异常原因分析结果。
本实施例中，步骤S43中的芯片热能负载峰值计算公式具体为：
E为芯片热能负载峰值，k为芯片热传导系数，A为多频瞬态电压值，T为芯片时钟信号传输频率，t为信号传输延迟时间，C为芯片平均温度，I为芯片正常工作核定电流，V为芯片正常工作核定电压，R为芯片电路电阻值，K为芯片布线路径长度，W为芯片热容量，H为芯片质量。
本发明通过将多频瞬态电压值A和芯片时钟信号传输频率T/t纳入计算，更准确地反映出芯片在不同工作频率下的瞬态电压变化以及时钟信号对热能负载的影响，热传导系数k代表了材料传导热能的能力，较高的热传导系数意味着热能在芯片内部的传输更有效。通过考虑热传导系数，可以更准确地估计芯片内部的热能分布和传输过程，从而提供更精确的热能负载峰值计算。/>引入了芯片平均温度C和信号传输延迟时间t对热能负载峰值的影响，对数函数的平滑性和限制增长速度可以更合理地模拟和描述温度和延迟对热能负载的影响。它可以提供更准确的函数模型，使计算结果更可靠，/>表示芯片正常工作核定电流I、芯片正常工作核定电压V、芯片电路电阻值R、布线路径长度L、芯片热容量W和芯片质量H的综合影响，通过综合考虑这些参数，可以更全面地评估芯片的热能负载峰值。这些参数代表了电流、电压、电阻、布线、热容量和质量等多个因素对热能负载的影响。通过考虑这些因素，可以提供更准确的热能负载峰值计算，并帮助设计人员优化散热和提高芯片的性能和可靠性，公式考虑了瞬态电压和时钟频率的影响，对数项引入了温度和延迟的影响，而根号项综合考虑了电流、电压、电阻、布线、热容量和质量等多个因素的影响。通过综合考虑这些因素，可以提供更准确的热能负载峰值计算，有助于设计人员优化散热和提高芯片的性能和可靠性。
本实施例中，步骤S5的具体步骤为：
步骤S51：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成芯片信号传输数据；
步骤S52：基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行辐射干扰分析，以生成电磁辐射干扰数据；
步骤S53：对信号传输路径数据进行传导干扰分析，以生成电磁传导干扰数据；
步骤S54：对电磁辐射干扰数据及电磁传导干扰数据进行电磁兼容性分析，以生成电磁兼容性数据；
步骤S55：根据电磁兼容性数据对信号传输路径数据进行冗余路径识别，生成冗余布线路径数据；
步骤S56：利用冗余布线路径数据对信号传输路径数据进行冗余路径剔除处理，以生成冗余优化路径数据；
步骤S57：通过冗余优化路径数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据。
本发明通过信号传输仿真，可以模拟信号在芯片元件之间的传输情况。这有助于生成芯片信号传输数据，为芯片设计的信号完整性和时序性提供评估和优化依据，确保信号能够正确传输和接收。通过辐射干扰分析，可以评估信号传输路径在芯片异常温度下可能引起的电磁辐射干扰情况。这有助于生成电磁辐射干扰数据，为芯片的电磁兼容性和辐射控制提供依据，确保信号传输路径的可靠性和免受辐射干扰的影响。通过传导干扰分析，可以评估信号传输路径间可能引起的电磁传导干扰情况。这有助于生成电磁传导干扰数据，为芯片的电磁兼容性和传导控制提供依据，确保信号传输路径的可靠性和免受传导干扰的影响。通过电磁兼容性分析，可以综合评估信号传输路径的辐射干扰和传导干扰情况，确定可能的电磁兼容性问题。这有助于生成电磁兼容性数据，为芯片设计的辐射和传导控制提供综合优化方案，确保信号传输的可靠性和稳定性。通过冗余路径识别，可以确定信号传输路径中存在的冗余路径，即多余的路径。这有助于生成冗余布线路径数据，为信号传输路径的优化提供指导和依据，减少冗余路径对信号传输的干扰和影响。通过冗余路径剔除处理，可以从信号传输路径中去除冗余路径，减少信号传输中的不必要的干扰和功耗。这有助于生成冗余优化路径数据，为信号传输路径的优化和性能提升提供依据和支持。通过布线路径优化分析，可以根据冗余优化路径数据对多层次布局结构图中的布线路径进行优化。这有助于生成优化布线路径数据，为芯片设计的布线阶段提供指导和依据，确保信号传输路径的最佳布局和性能。
本实施例中，根据元件之间的物理连接和布线规则，模拟信号在芯片内部的传输过程，考虑信号的传输速度、延迟、功耗等因素，进行信号传输的时域仿真，利用芯片异常温度数据和信号传输路径数据，确定可能存在辐射干扰的路径，根据电磁辐射的物理机制和信号传输路径的特性，分析可能导致辐射干扰的因素，如高速信号、电源线等，对于潜在的辐射干扰路径，进行电磁辐射仿真和分析，估算辐射干扰的强度和频谱特性，根据信号传输路径数据，确定可能存在传导干扰的路径，考虑路径的物理布局、电磁耦合等因素，进行电磁传导仿真和分析，估算传导干扰的强度和频谱特性，并确定对传输信号的影响程度，综合考虑电磁辐射干扰数据和电磁传导干扰数据，进行电磁兼容性分析，对干扰路径进行匹配和比对，确定可能存在的兼容性问题，基于电磁兼容性数据，识别信号传输路径中存在的冗余路径，冗余路径指的是不必要或冗余的信号传输路径，可能导致电磁干扰问题，根据兼容性分析结果，确定需要进行冗余路径识别的路径，并进行识别操作，根据冗余布线路径数据，识别信号传输路径中的冗余路径，冗余路径是指在芯片布线中存在的不必要或冗余的路径，其存在可能导致电磁干扰问题，根据冗余布线路径数据，对信号传输路径进行优化，剔除冗余路径，保留必要的信号传输路径，提高芯片布线的效率和电磁兼容性，并减少潜在的电磁干扰问题。
本实施例中，步骤S51的具体步骤为：
步骤S511：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成芯片信号传输数据；
步骤S512：对芯片信号传输数据进行传输延迟分析，以生成信号传输延迟数据；
步骤S513：通过信号传输延迟数据对芯片信号传输数据进行信号失真分析，以生成信号完整性数据；
步骤S514：对信号完整性数据进行传输路径分析，以剩下信号传输路径数据。
本发明通过信号传输仿真，可以模拟信号在芯片元件之间的传输过程。这有助于生成芯片信号传输数据，为芯片设计的信号完整性和时序性提供评估和优化依据，确保信号能够正确传输和接收。通过传输延迟分析，可以评估芯片信号在传输过程中的延迟情况。这有助于生成信号传输延迟数据，为芯片设计的时序控制和性能优化提供依据，确保信号能够按时准确传输和到达目标位置。通过信号失真分析，可以评估芯片信号在传输过程中可能引起的失真情况，如信号衰减、波形变形等。这有助于生成信号完整性数据，为芯片设计的信号质量和稳定性提供依据，确保信号能够准确、稳定地传输和接收。通过传输路径分析，可以确定信号传输过程中的有效路径，并剩下可靠的信号传输路径数据。这有助于优化芯片的信号传输路径，排除潜在的故障路径，确保信号的可靠传输和减少信号失真的风险。
本实施例中，考虑芯片内部元件的布局和物理连接关系，模拟信号在芯片上的传输过程，使用合适的仿真工具或软件，根据信号传输的物理特性进行时域仿真，基于芯片信号传输数据，计算信号在各个传输路径上的传输延迟，考虑信号传输的路径长度、电阻、电容等因素，利用传输线模型或电磁仿真方法计算传输延迟，对于不同的信号传输路径，分别计算其传输延迟，并记录延迟时间和传输路径信息，利用信号传输延迟数据，分析信号在传输过程中可能发生的失真情况，根据信号传输延迟和传输路径的特性，考虑信号的波形失真、时钟偏移等因素，进行信号失真仿真和分析，评估信号的完整性，包括信号的幅度、时序、波形等方面，记录信号失真程度和失真路径信息，基于信号完整性数据，分析信号失真较小的传输路径，将其作为保留的信号传输路径，对于信号失真较大的传输路径，可能会被认为是不可靠或不符合要求的路径，将其排除，综合考虑信号传输延迟、信号完整性和其他设计要求，筛选出符合要求的信号传输路径，剩下的传输路径数据即为信号传输质量较好的路径，可用于后续的分析和优化。
本实施例中，步骤S6的具体步骤为：
步骤S61：对芯片信号传输数据进行信号时序分析，生成时序信号数据；
步骤S62：对时序信号数据进行时钟频率分析，以生成芯片信号时序频率数据；
步骤S63：对芯片信号时序频率数据进行动态信号频率优化，生成自适应时钟频率数据；
步骤S64：通过自适应时钟频率数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；
步骤S65：利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
本发明通过信号时序分析，可以评估芯片信号在传输过程中的时序关系和时序约束。这有助于生成时序信号数据，为芯片设计的时序控制和信号完整性提供依据，确保信号在正确的时间窗口内传输和接收。通过时钟频率分析，可以评估芯片信号的时钟频率要求和约束。这有助于生成芯片信号时序频率数据，为芯片设计的时钟频率设置和时序控制提供依据，确保信号按照正确的频率进行传输和处理。通过动态信号频率优化，可以根据芯片的实际需求和工作负载，自动调整时钟频率。这有助于生成自适应时钟频率数据，为芯片设计提供灵活的时钟频率设置，以优化功耗、减少时序冲突和提高性能。通过自适应时钟频率数据进行优化布线路径，可以针对不同的时钟频率要求和信号传输需求，优化芯片的布线路径。这有助于生成芯片性能优化数据，为芯片设计提供具有良好传输性能的布线路径，以提高信号传输速度、减少延迟和提高整体性能。通过利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，可以构建芯片性能优化模型。这有助于执行集成电路芯片设计作业，通过模型的分析和预测，优化芯片的性能、功耗、时序和布线等方面，以满足设计要求和性能目标。
本实施例中，根据芯片设计规范和时序要求，分析信号在传输过程中的时钟边沿、延迟和插值等特性，使用时序分析工具或软件，对每个信号传输路径进行时序分析，生成时序信号数据，时序信号数据包括每个路径上信号的时钟边沿到达时间、延迟时间和信号插值等时序参数，根据时序信号数据中的时钟边沿到达时间，计算每个时钟周期的时钟频率，对于每个时钟周期，计算时钟频率的平均值和峰值，并记录相关统计数据，根据芯片设计要求和性能目标，进行动态信号频率优化，调整时钟频率以满足信号传输的要求，使用优化算法或自适应控制方法，根据信号的实际需求，调整时钟频率，并记录优化后的自适应时钟频率数据，根据自适应时钟频率和信号传输路径，分析信号的传输性能，包括传输延迟、功耗、噪声等方面，使用性能优化算法和布线优化技术，对布线路径进行调整和优化，以提高芯片传输性能，将芯片性能优化数据作为输入，通过膨胀卷积操作提取特征和模式，构建芯片性能优化模型，使用RNN或其他相关算法对数据进行学习和建模，利用构建的芯片性能优化模型，执行集成电路芯片设计作业，包括性能分析、布线规划、优化方案等。
在本实施例中，还提供了一种集成电路芯片的设计系统，用于执行如上所述的集成电路芯片的设计方法，包括：
功能需求模块，用于获取集成电路芯片元件数据；对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据；
布局结构模块，用于根据模块布局解析数据对集成电路芯片元件数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图；
瞬态激励模块，用于通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励模拟，以生成芯片多频瞬态响应数据；对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图；
异常温度模块，用于基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据；
路径优化模块，用于根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成信号传输路径数据；基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行电磁干扰分析，生成芯片电磁干扰数据；通过芯片电磁干扰数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据；
性能优化模块，用于通过信号传输路径数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
本发明通过获取集成电路芯片元件数据，并进行功能需求分析，可以生成芯片功能需求数据。这有助于明确芯片的功能需求，并为后续的布局解析和布局结构设计提供依据。通过对模块布局解析数据进行多层次结构分析，可以生成多层次结构数据。这有助于理解芯片的布局结构，并为后续的布局结构设计提供依据。同时，通过布局结构设计，可以构建多层次布局结构图，进一步明确芯片的布局。通过对多层次布局结构图进行多频瞬态电压激励模拟，可以生成芯片的多频瞬态响应数据。这有助于评估芯片在不同工作频率下的响应情况，并为性能计算和温度分布分析提供依据。同时，通过多频瞬态响应数据，可以计算芯片的性能指数，评估其性能水平。通过基于芯片性能指数对温度分布图进行热能负载峰值计算，可以生成芯片的热能负载峰值数据。这有助于评估芯片在工作过程中的热能负载情况，并为温度异常点的识别和异常温度数据的生成提供依据。通过分析异常温度数据，可以识别芯片中存在的温度异常情况。通过对多层次布局结构图进行信号传输仿真，可以生成信号传输路径数据。这有助于评估芯片中信号的传输路径，并为后续的电磁干扰分析和布线路径优化提供依据。通过电磁干扰分析，可以生成芯片的电磁干扰数据，进一步指导布线路径的优化。通过对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，可以生成芯片的性能优化数据。这有助于优化芯片的传输性能，提高信号的传输速度和稳定性。通过循环卷积网络，可以构建芯片性能优化模型，进一步指导集成电路芯片设计作业的执行。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在申请文件的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。
应当理解的是，虽然在这里可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个单元，但是这些单元不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了将一个单元与另一个单元进行区分。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一单元可以被称为第二单元，并且类似地第二单元可以被称为第一单元。这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。
上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种集成电路芯片的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：获取集成电路芯片元件数据；对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据；
步骤S2：根据模块布局解析数据对集成电路芯片元件数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图；
步骤S3：通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励模拟，以生成芯片多频瞬态响应数据；对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图；
步骤S4：基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据；
步骤S5：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成信号传输路径数据；基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行电磁干扰分析，生成芯片电磁干扰数据；通过芯片电磁干扰数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据；
步骤S6：通过信号传输路径数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
2.根据权利要求1所述的集成电路芯片的设计方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤为：
步骤S11：获取集成电路芯片元件数据；
步骤S12：对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；
步骤S13：根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局需求分析，以生成布局需求数据；
步骤S14：基于布局需求数据对集成电路芯片元件数据进行功能模块划分，以生成功能模块结构数据；
步骤S15：对功能模块结构数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据。
3.根据权利要求2所述的集成电路芯片的设计方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤为：
步骤S21：根据模块布局解析数据对功能模块结构数据进行模块关联分析，以生成模块关联关系数据；
步骤S22：利用模块关联关系数据对集成电路芯片元件数据进行顶层结构分析，生成芯片顶层结构数据；
步骤S23：基于芯片顶层结构数据对模块布局解析数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；
步骤S24：对多层次结构数据进行数据通路识别，以生成数据流动路径数据；
步骤S25：对数据流动路径数据进行数据控制流分析，生成数据控制流逻辑；
步骤S26：通过数据控制流逻辑对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图。
4.根据权利要求1所述的集成电路芯片的设计方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤为：
步骤S31：通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励，生成多频瞬态电压激励数据；
步骤S32：对多频瞬态电压激励数据进行瞬态响应检测，以生成芯片多频瞬态响应数据；
步骤S33：对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；
步骤S34：通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行热传导衰减分析，生成热传导衰减数据；
步骤S35：对热传导衰减数据进行辐射路径检测，以生成热量散发路径数据；
步骤S36：基于热量散发路径数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图。
5.根据权利要求1所述的集成电路芯片的设计方法，其特征在于，步骤S4的具体步骤为：
步骤S41：基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行功耗分析，以生成芯片功耗数据；
步骤S42：根据芯片功耗数据对芯片温度分布图进行热点检测，以生成温度分布热点；
步骤S43：利用芯片热能负载峰值计算公式对温度分布热点进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；
步骤S44：利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；
步骤S45：根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据。
6.根据权利要求5所述的集成电路芯片的设计方法，其特征在于，步骤S43中的芯片热能负载峰值计算公式具体为：
E为芯片热能负载峰值，k为芯片热传导系数，A为多频瞬态电压值，T为芯片时钟信号传输频率，t为信号传输延迟时间，C为芯片平均温度，I为芯片正常工作核定电流，V为芯片正常工作核定电压，R为芯片电路电阻值，L为芯片布线路径长度，W为芯片热容量，H为芯片质量。
7.根据权利要求1所述的集成电路芯片的设计方法，其特征在于，步骤S5的具体步骤为：
步骤S51：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成芯片信号传输数据；
步骤S52：基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行辐射干扰分析，以生成电磁辐射干扰数据；
步骤S53：对信号传输路径数据进行传导干扰分析，以生成电磁传导干扰数据；
步骤S54：对电磁辐射干扰数据及电磁传导干扰数据进行电磁兼容性分析，以生成电磁兼容性数据；
步骤S55：根据电磁兼容性数据对信号传输路径数据进行冗余路径识别，生成冗余布线路径数据；
步骤S56：利用冗余布线路径数据对信号传输路径数据进行冗余路径剔除处理，以生成冗余优化路径数据；
步骤S57：通过冗余优化路径数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据。
8.根据权利要求7所述的集成电路芯片的设计方法，其特征在于，步骤S51的具体步骤为：
步骤S511：根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成芯片信号传输数据；
步骤S512：对芯片信号传输数据进行传输延迟分析，以生成信号传输延迟数据；
步骤S513：通过信号传输延迟数据对芯片信号传输数据进行信号失真分析，以生成信号完整性数据；
步骤S514：对信号完整性数据进行传输路径分析，以剩下信号传输路径数据。
9.根据权利要求1所述的集成电路芯片的设计方法，其特征在于，步骤S6的具体步骤为：
步骤S61：对芯片信号传输数据进行信号时序分析，生成时序信号数据；
步骤S62：对时序信号数据进行时钟频率分析，以生成芯片信号时序频率数据；
步骤S63：对芯片信号时序频率数据进行动态信号频率优化，生成自适应时钟频率数据；
步骤S64：通过自适应时钟频率数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；
步骤S65：利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
10.一种集成电路芯片的设计系统，其特征在于，用于执行如权利要求1所述的集成电路芯片的设计方法，包括：
功能需求模块，用于获取集成电路芯片元件数据；对集成电路芯片元件数据进行功能需求分析，以生成芯片功能需求数据；根据芯片功能需求数据对集成电路芯片元件数据进行布局解析，以生成模块布局解析数据；
布局结构模块，用于根据模块布局解析数据对集成电路芯片元件数据进行多层次结构分析，以生成多层次结构数据；对芯片多层次结构数据进行布局结构设计，以构建多层次布局结构图；
瞬态激励模块，用于通过多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行多频瞬态电压激励模拟，以生成芯片多频瞬态响应数据；对多频瞬态响应数据进行芯片性能计算，生成芯片性能指数；通过多频瞬态响应数据对多层次布局结构图进行温度分布分析，以生成芯片温度分布图；
异常温度模块，用于基于芯片性能指数对芯片温度分布图进行热能负载峰值计算，生成芯片热能负载峰值数据；利用芯片热能负载峰值数据对芯片温度分布图进行温度异常点识别，标记温度异常点；根据温度异常点对多层次布局结构图进行异常温度节点分析，以生成芯片异常温度数据；
路径优化模块，用于根据多层次布局结构图对集成电路芯片元件数据进行信号传输仿真，生成信号传输路径数据；基于芯片异常温度数据对信号传输路径数据进行电磁干扰分析，生成芯片电磁干扰数据；通过芯片电磁干扰数据对多层次布局结构图进行布线路径优化分析，以生成优化布线路径数据；
性能优化模块，用于通过信号传输路径数据对优化布线路径数据进行芯片传输性能优化，以生成芯片性能优化数据；利用循环卷积网络对芯片性能优化数据进行膨胀卷积，构建芯片性能优化模型，以执行集成电路芯片设计作业。
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