JP2010134775A - Method, program and apparatus for simulating circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路シミュレーション方法、回路シミュレーションプログラムおよび回路シミュレーション装置に関するものである。 The present invention relates to a circuit simulation method, a circuit simulation program, and a circuit simulation apparatus.
近年、多様な解析機能を持った回路シミュレータ(回路シミュレーション装置)を使って確度の高い集積回路の設計が行なわれている。回路の解析方法の1つとして、素子のプロセス変動の影響を調べるばらつき解析がある。このばらつき解析としては、主にコーナー解析、モンテカルロ解析の2種類の解析方法が用いられている。 In recent years, a highly accurate integrated circuit has been designed using a circuit simulator (circuit simulation apparatus) having various analysis functions. As one of circuit analysis methods, there is variation analysis for examining the influence of element process variations. For this variation analysis, two types of analysis methods are mainly used: corner analysis and Monte Carlo analysis.
コーナー解析は、プロセス変動の度合いを反映させたモデルパラメータ(複数のばらつき条件)を用意しておき、用意したばらつき条件の中から1つのばらつき条件を選択して回路シミュレーションを実行する方法である。設計者は、モデルパラメータのセクションと呼ばれる選択スイッチを切り替えることで、各種条件の回路シミュレーションを実施する。 Corner analysis is a method in which model parameters (a plurality of variation conditions) reflecting the degree of process variation are prepared, and one variation condition is selected from the prepared variation conditions to execute circuit simulation. The designer performs circuit simulation under various conditions by switching selection switches called model parameter sections.
モンテカルロ解析は、回路パラメータのうちのいくつかにランダムな変動を加えた条件を使った回路シミュレーションを多数回実行し、その結果を統計的に解析する方法である。このモンテカルロ解析では、素子のばらつきを解析するために、モデルパラメータの中の所定のものにランダムな変動を加えるようになっている。これにより、設計者は、統計処理された結果を参考にして、プロセス変動の影響を見積もることができる。 The Monte Carlo analysis is a method of statistically analyzing the result of executing circuit simulation using a condition obtained by adding random fluctuation to some of circuit parameters many times. In this Monte Carlo analysis, random fluctuations are added to predetermined ones of model parameters in order to analyze variations in elements. Thereby, the designer can estimate the influence of the process variation with reference to the statistically processed result.
これらのばらつき解析では、素子の特性変動のレイアウト依存性を解析することはできなかった。例えば、素子の特性を同じにするために、素子の配置の向きを揃えたり近くに配置したりした場合に、レイアウト上の対策の効果を解析することはできなかった。 In these variations analysis, it was impossible to analyze the layout dependence of the characteristic variation of the element. For example, in order to make the characteristics of the elements the same, the effects of the countermeasures on the layout cannot be analyzed when the arrangement directions of the elements are aligned or arranged close to each other.
そこで、特許文献1に記載のばらつき解析方法では、素子の位置情報から特性や形状の位置依存変動量を計算し、回路情報を補正したうえで、回路シミュレーションを実行している。
Therefore, in the variation analysis method described in
しかしながら、上記従来の技術では、シミュレーションを実行する前に特性や形状の位置依存変動量を計算しなければならないので、シミュレーションを実行するまでに手間と時間を要するという問題があった。 However, the above-described conventional technique has a problem that it takes time and effort to execute the simulation because the position-dependent variation amount of the characteristics and shape must be calculated before the simulation is executed.
本発明は、素子の配置位置に応じた素子特性のばらつきを正確かつ容易に回路シミュレーションする回路シミュレーション方法、回路シミュレーションプログラムおよび回路シミュレーション装置を得ることを目的とする。 It is an object of the present invention to obtain a circuit simulation method, a circuit simulation program, and a circuit simulation apparatus that perform circuit simulation accurately and easily for variations in element characteristics according to element arrangement positions.
本願発明の一態様によれば、集積回路の回路設計時に用いられる素子のシンボルに、前記素子の配置位置に関する位置情報を設定する位置情報設定ステップと、前記素子の位置情報に対応する変数が設定された前記素子のモデルパラメータと、前記シンボルに設定された位置情報と、を用いて前記集積回路の回路シミュレーションを行うシミュレーションステップと、を含むことを特徴とする回路シミュレーション方法が提供される。
また、本願発明の一態様によれば、集積回路の回路設計時に用いられる素子のシンボルに、前記素子の配置位置に関する位置情報を設定する位置情報設定部と、前記素子の位置情報に対応する変数が設定された前記素子のモデルパラメータと、前記シンボルに設定された位置情報と、を用いて前記集積回路の回路シミュレーションを行うシミュレーション部と、を備えることを特徴とする回路シミュレーション装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, a position information setting step for setting position information related to the arrangement position of the element is set in a symbol of the element used when designing an integrated circuit, and a variable corresponding to the position information of the element is set. There is provided a circuit simulation method including a simulation step of performing a circuit simulation of the integrated circuit using the model parameter of the element and the position information set in the symbol.
Further, according to one aspect of the present invention, a position information setting unit that sets position information related to an arrangement position of the element in a symbol of the element used when designing a circuit of the integrated circuit, and a variable corresponding to the position information of the element There is provided a circuit simulation apparatus comprising: a simulation unit that performs a circuit simulation of the integrated circuit using a model parameter of the element for which the parameter is set and position information set for the symbol. .
この発明によれば、素子の配置位置に応じた素子特性のばらつきを正確かつ容易に回路シミュレーションすることが可能になるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to accurately and easily perform circuit simulation of variations in element characteristics according to the arrangement position of elements.
以下に、本発明に係る回路シミュレーション方法、回路シミュレーションプログラムおよび回路シミュレーション装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a circuit simulation method, a circuit simulation program, and a circuit simulation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る回路シミュレーション装置の構成を示す機能ブロック図である。回路シミュレーション装置1は、集積回路の回路シミュレーションを行う装置であり、集積回路を構成する素子の配置情報を、回路シミュレーションを行う際に用いるモデルパラメータ(回路特性をシミュレーションするための条件ファイル)の変数に導入して回路シミュレーションを行う。回路シミュレーション装置1は、例えば集積回路の設計を行うCAD(Computer Aided Design)装置などに組み込まれている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a circuit simulation apparatus according to an embodiment of the present invention. The
回路シミュレーション装置1は、シンボルライブラリ11、スケマティックデータ生成部12、SPICEモデル記憶部13、解析方法設定部14、指示入力部15、レイアウトデータ記憶部16、素子認識データ生成部17、ネットリスト作成部18、回路シミュレーション処理部19、解析結果出力部20、制御部21を有している。
The
シンボルライブラリ11は、解析対象となる素子のシンボルを記憶するメモリなどである。シンボルライブラリ11が記憶している素子のシンボルは、集積回路の回路設計時に用いられる情報であり、回路図上に配置される記号、素子に関する種々の情報(プロパティ(属性)、モデル名、サイズ、プロセス情報など)を含んで構成されている。
The
スケマティックデータ生成部12は、シンボルライブラリ11が記憶しているシンボルを用いてスケマティックデータ(図式のデータ)を生成する。スケマティックデータ生成部12は、指示入力部15から所定の指示情報が入力された場合には、この指示情報に基づいてスケマティックデータを生成する。スケマティックデータ生成部12は、指示入力部15に素子を指定する指示情報が入力されると、指定された素子のシンボルをシンボルライブラリ11から抽出する。また、スケマティックデータ生成部12は、指示入力部15に素子の座標値を指定する指示情報が入力されると、指定された座標値(位置情報)を素子のシンボルに対応付ける。これにより、本実施の形態では、シンボルのプロパティに、素子の配置される位置の情報(座標)を対応付けておく。スケマティックデータ生成部12は、生成したスケマティックデータや、プロパティとして素子の座標値を登録したシンボルを、ネットリスト作成部18に入力する。
The schematic
SPICEモデル記憶部13は、SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)モデルを記憶するメモリなどである。SPICEモデルは、SPICEシミュレーションプログラムで用いられるモデルであり、SPICEパラメータ(モデルパラメータ)などを含んで構成されている。本実施の形態のモデルパラメータは、座標値を変数としたパラメータ(位置情報に対応する変数)を含んで構成されており、回路シミュレーション装置1は、この座標値を変数としたパラメータと、座標値と、を用いて集積回路の回路シミュレーションを行う。
The SPICE
解析方法設定部14は、指示入力部15からの指示情報に基づいて、素子の座標値を用いた回路シミュレーションまたは従来の回路シミュレーションの何れかを回路シミュレーション方法に設定する。
Based on the instruction information from the
指示入力部15は、スケマティックデータの生成に用いる素子を指定する指示情報、この素子の座標値を指定する指示情報、回路シミュレーション方法の種類を指定する指示情報などを入力する。レイアウトデータ記憶部16は、回路シミュレーションに用いる集積回路のレイアウトデータを記憶するメモリなどである。
The
素子認識データ生成部(設計支援装置)17は、レイアウトデータ記憶部16が記憶しているレイアウトデータを用いて素子認識を行う。素子認識データ生成部17は、素子認識として、レイアウトデータから素子や配線に関する情報を抽出してExtractedデータ(素子抽出図面)を生成する。素子認識データ生成部17は、素子抽出図面に各素子の座標値を含めておく。素子認識データ生成部17は、生成した素子抽出図面をネットリスト作成部18に入力する。
The element recognition data generation unit (design support apparatus) 17 performs element recognition using the layout data stored in the layout data storage unit 16. As element recognition, the element recognition
ネットリスト作成部18は、スケマティックデータ生成部12が生成したスケマティックデータと、SPICEモデル記憶部13内のSPICEモデルと、を用いてネットリストを作成する。ネットリストは、集積回路内の素子に関する情報である。ネットリストでは、素子名、素子の種類、素子の接続先などの情報が素子毎に対応付けられている。素子認識データ生成部17が素子抽出図面をネットリスト作成部18に入力した場合、ネットリスト作成部18は、素子抽出図面を用いてネットリストを作成する。
The net
回路シミュレーション処理部19は、ネットリスト作成部18が作成したネットリストを用いて集積回路の回路シミュレーションを行う。ネットリストには素子の座標値などが含まれており、回路シミュレーション処理部19は、素子の座標値を用いて回路シミュレーションを行う。回路シミュレーション処理部19は、解析方法設定部14が所定の回路シミュレーション方法を設定した場合には、設定された回路シミュレーション方法によって集積回路の回路シミュレーションを行う。
The circuit simulation processing unit 19 performs circuit simulation of the integrated circuit using the net list created by the net
解析結果出力部20は、回路シミュレーション処理部19による回路シミュレーション結果を表示または外部出力する。制御部21は、シンボルライブラリ11、スケマティックデータ生成部12、SPICEモデル記憶部13、解析方法設定部14、指示入力部15、レイアウトデータ記憶部16、素子認識データ生成部17、ネットリスト作成部18、回路シミュレーション処理部19、解析結果出力部20を制御する。
The analysis
なお、回路シミュレーション装置1のスケマティックデータ生成部12や素子認識データ生成部17が特許請求の範囲に記載の位置情報設定部に対応し、ネットリスト作成部18、回路シミュレーション処理部19が特許請求の範囲に記載のシミュレーション部に対応する。
Note that the schematic
図2は、実施の形態に係る回路シミュレーション装置のハードウェア構成を示す図である。回路シミュレーション装置1は、CPU(Central Processing Unit)91、ROM(Read Only Memory)92、RAM(Random Access Memory)93、表示部94、入力部95を有している。回路シミュレーション装置1では、これらのCPU91、ROM92、RAM93、表示部94、入力部95がバスラインを介して接続されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the circuit simulation apparatus according to the embodiment. The
CPU91は、回路シミュレーションを行うコンピュータプログラムである回路シミュレーションプログラム97を用いて集積回路の回路シミュレーションを行う。表示部94は、液晶モニタなどの表示装置であり、CPU91からの指示に基づいて、回路シミュレーションを行う際の種々の情報(シンボル、スケマティックデータ、SPICEモデル、レイアウトデータ、素子抽出図面、ネットリスト、解析方法の設定画面、回路シミュレーション結果など)を表示する。入力部95は、マウスやキーボードを備えて構成され、使用者から外部入力される指示情報を入力する。入力部95へ入力された指示情報は、CPU91へ送られる。
The
回路シミュレーションプログラム97は、ROM92内に格納されており、バスラインを介してRAM93へロードされる。CPU91はRAM93内にロードされた回路シミュレーションプログラム97を実行する。具体的には、回路シミュレーション装置1では、使用者による入力部95からの指示入力に従って、CPU91がROM92内から回路シミュレーションプログラム97を読み出してRAM93内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行する。CPU91は、この各種処理に際して生じる各種データをRAM93内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶させておく。
The
本実施の形態の回路シミュレーション装置1で実行される回路シミュレーションプログラム97は、前述の各部(シンボルライブラリ11、スケマティックデータ生成部12、SPICEモデル記憶部13、解析方法設定部14、指示入力部15、レイアウトデータ記憶部16、素子認識データ生成部17、ネットリスト作成部18、回路シミュレーション処理部19、解析結果出力部20、制御部21)を含むモジュール構成となっており、上記各部が主記憶装置上にロードされ、上記各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
The
なお、本実施形態の回路シミュレーション装置1で実行される回路シミュレーションプログラム97を、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の回路シミュレーション装置1で実行される回路シミュレーションプログラム97をインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、本実施形態の回路シミュレーションプログラム97を、ROM等に予め組み込んで回路シミュレーション装置1に提供するように構成してもよい。
Note that the
つぎに、実施の形態に係る回路シミュレーション装置1の動作手順を説明する。図3は、回路シミュレーション装置の動作手順を示すフローチャートである。予め、シンボルライブラリ11へは素子のシンボルを登録し、SPICEモデル記憶部13へは、SPICEモデルを登録し、レイアウトデータ記憶部16へは、レイアウトデータを登録しておく(ステップS10)。解析方法設定部14は、指示入力部15からの指示情報に基づいて、素子の座標値を用いた回路シミュレーションまたは従来の回路シミュレーションを回路シミュレーション方法に設定する。ここでは、素子の座標値を用いた回路シミュレーション(実施の形態に係る回路シミュレーション)方法が、解析方法設定部14に設定された場合について説明する。
Next, an operation procedure of the
回路シミュレーション装置1は、例えば図4に示す回路2の回路シミュレーションを行う。図4は、カレントミラーを有した回路の一例を示す図である。回路シミュレーション装置1は、図4の回路2を用いて、カレントミラーを構成するトランジスタのペア性を解析する。
The
回路2は、カレントミラー25と、このカレントミラー25の出力側に接続される電源31〜33と、を含んで構成されている。回路シミュレーション装置1は、端子(Iout1、Iout2、Iout3)から電源31〜33へ出力される電流値を、カレントミラー25内の各素子の座標値を用いて回路シミュレーションする。図5は、カレントミラーの構成の一例を示す図である。同図に示すように、カレントミラー25は、複数の素子M0〜M5を含んで構成されている。そして、カレントミラー25のIout1、Iout2、Iout3がそれぞれ、電源31〜33に接続されている。
The
スケマティックデータ生成部12は、シンボルライブラリ11内のシンボルを参照してスケマティックデータを生成する(ステップS20)。このとき、指示入力部15に素子を指定する指示情報が入力されると、スケマティックデータ生成部12は、指定された素子のシンボルをシンボルライブラリ11から抽出する。また、指示入力部15から素子の座標値を指定する指示情報が入力されると(ステップS30、Yes)、スケマティックデータ生成部12は、指定された座標値を素子のシンボルに対応付ける(ステップS40)。
The schematic
なお、スケマティックデータ生成部12は、素子の座標値となるデフォルト値(例えば、x=0、y=0)を予め素子毎に設定しておき、このデフォルト値を素子のシンボルに対応付けてもよい。また、各素子の座標値として座標原点をデフォルト値に設定しておき、素子の座標値が入力された場合に、スケマティックデータ生成部12が指定された座標値を素子のシンボルに対応付けてもよい。スケマティックデータ生成部12は、生成したスケマティックデータや、素子の座標値が対応付けられたシンボルを、ネットリスト作成部18に入力する。
Note that the schematic
一方、指示入力部15に、素子を指定する指示情報や素子の座標値を指定する指示情報が入力されない場合(ステップS30、No)、素子認識データ生成部17は、レイアウトデータ記憶部16が記憶しているレイアウトデータを用いて素子認識を行う。具体的には、素子認識データ生成部17は、レイアウトデータから素子や配線に関する情報(回路素子や寄生素子)を抽出して素子抽出図面を生成し、素子抽出図面に各素子の座標値を対応付けしておく(ステップS50)。これにより、配線の影響等のレイアウトパターンに依存する寄生の影響を考慮した回路シミュレーションを従来よりも正確に行うことが可能となる。
On the other hand, when the instruction information for designating the element and the instruction information for designating the coordinate value of the element are not input to the instruction input unit 15 (No in step S30), the layout data storage unit 16 stores the element recognition
図6は、レイアウトデータを用いた素子認識図面の生成方法を説明するための図である。図6では、カレントミラー25がPMOS41,42、NMOS51〜54を有している場合を示している。なお、ここでのPMOS41が素子M0に対応しPMOS42が素子M1に対応している。また、ここでのNMOS51〜54がそれぞれ素子M2〜M5に対応している。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method for generating an element recognition drawing using layout data. FIG. 6 shows a case where the
カレントミラー25では、例えばNMOS54がNMOS51〜53から離されて配置される場合がある。そして、各素子の配置によって、カレントミラー25からの出力値(Iout1〜3)に差が生じる場合がある。そこで、本実施の形態の素子認識データ生成部17は、カレントミラー25のレイアウトデータから素子や配線に関する情報を抽出して素子抽出図面を生成し、素子抽出図面に各素子(PMOS41,42、NMOS51〜54)の座標値を対応付けしておく。これにより、回路シミュレーションを行う際に、各素子の配置に応じた回路シミュレーションを行うことが可能となる。
In the
ネットリスト作成部18は、スケマティックデータ生成部12が生成したスケマティックデータと、SPICEモデル記憶部13内のSPICEモデルと、を参照してネットリストを作成する。このとき、ネットリスト作成部18は、素子の座標値が対応付けされているシンボルまたは素子抽出図面を用いてネットリストを作成する(ステップS60)。
The net
回路シミュレーション処理部19は、ネットリスト作成部18が作成したネットリストを用いて集積回路の回路シミュレーションを行う(ステップS70)。解析結果出力部20は、回路シミュレーション処理部19による回路シミュレーション結果などを表示する。
The circuit simulation processing unit 19 performs circuit simulation of the integrated circuit using the net list created by the net list creation unit 18 (step S70). The analysis
ここで、素子のシンボルにその素子の座標値をプロパティとして持たせた場合のシンボルの具体例について説明する。図7は、座標値を有したシンボルから生成したネットリストの一例を示す図である。図7では、素子がMOSトランジスタの場合のシンボル例(シンボル情報61)を示している。シンボル情報61内の各素子M0〜M5の各行が表す素子情報は、接続先に関する情報、素子のモデル名、ゲート幅(W)、ゲート長(L)の他に、素子の座標値(xやy)を含んで構成されている。例えば、素子M5は、ゲート幅(W)が5μmであり、ゲート長(L)が0.13μmである。さらに、素子M5は、座標値がx=111μmであり、y=68μmである。
Here, a specific example of a symbol when the symbol of the element has the coordinate value of the element as a property will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a net list generated from symbols having coordinate values. FIG. 7 shows a symbol example (symbol information 61) when the element is a MOS transistor. The element information represented by each row of the elements M0 to M5 in the
なお、ここでは素子がMOSトランジスタである場合を一例として示したが、素子は抵抗や容量等の他の素子であってもよい。この場合も、素子がMOSトランジスタである場合と同様のシンボルによって素子を示すことができる。 Although the case where the element is a MOS transistor is shown here as an example, the element may be another element such as a resistor or a capacitor. Also in this case, the element can be indicated by the same symbol as in the case where the element is a MOS transistor.
つぎに、素子の座標値を変数としたパラメータをモデルパラメータに持たせた場合のモデルパラメータの具体例について説明する。図8は、素子の座標値を変数としたパラメータをモデルパラメータに持たせた場合のモデルパラメータファイルの一例を示す図である。図8では、MOSトランジスタのBSIMモデル中のプロセスパラメータに属するパラメータ値に座標依存性を持たせた場合のモデルパラメータファイルの一部分(モデルパラメータファイル62)を示している。 Next, a specific example of the model parameter in the case where the parameter having the coordinate value of the element as a variable is given to the model parameter will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a model parameter file when a model parameter is provided with a parameter whose element coordinate value is a variable. FIG. 8 shows a part of the model parameter file (model parameter file 62) when the parameter values belonging to the process parameters in the BSIM model of the MOS transistor have coordinate dependency.
モデルパラメータファイル62内では、parametersに続く部分で、素子の座標情報(x,y)と相対的な位置変動の変数(d_tox_xy、d_vth_xy、d_lint_xy)が定義されている。また、modelに続く部分では、通常のモデルパラメータを示している。ここでは、tox等のプロセスパラメータに属するパラメータ値に位置変動の変数を加えたことにより、座標依存性を回路シミュレーションで解析できるようにしている。
In the
例えば、x=0、y=0を基準値とした場合のMOSトランジスタの酸化膜厚(d_tox_xy)を示すパラメータ(変動値)は、素子の座標値を用いて0.3E−9*((x*x)+(y*y))などによって表すことができる。また、MOSトランジスタの閾値電圧(d_vth0_xy)を示すパラメータは、素子の座標値を用いて0.1*((x*x)+(y*y))などによって表すことができる。また、実効的なチャネル長を決めるパラメータ(d_lint_xy)は、素子の座標値を用いて1.0E−08*((x*x)+(y*y))などによって表すことができる。 For example, the parameter (variation value) indicating the oxide film thickness (d_tox_xy) of the MOS transistor when x = 0 and y = 0 is used as a reference value is 0.3E-9 * ((x * X) + (y * y)). Further, a parameter indicating the threshold voltage (d_vth0_xy) of the MOS transistor can be expressed by 0.1 * ((x * x) + (y * y)) or the like using the coordinate value of the element. Further, a parameter (d_lint_xy) for determining an effective channel length can be represented by 1.0E-08 * ((x * x) + (y * y)) using the element coordinate values.
したがって、MOSトランジスタの酸化膜厚(tox)は、(d_tox_xy)を用いて、3E−9+d_tox_xyなどによって表すことができる。また、MOSトランジスタの閾値電圧(vth0)は、(d_vth0_xy)を用いて、0.1+d_vth0_xyなどによって表すことができる。また、実効的なチャネル長(lint)は、(d_lint_xy)を用いて、1e−8+_d_lint_xyなどによって表すことができる。 Therefore, the oxide film thickness (tox) of the MOS transistor can be expressed by 3E-9 + d_tox_xy or the like using (d_tox_xy). The threshold voltage (vth0) of the MOS transistor can be expressed by 0.1 + d_vth0_xy using (d_vth0_xy). The effective channel length (lint) can be represented by 1e-8 + _d_lint_xy using (d_lint_xy).
これにより、例えば、回路シミュレーションの高精度化のために抵抗素子のモデルに寄生容量を持たせたマクロモデルを用いる場合であっても、その寄生容量を計算する係数に座標依存性を持たせることができる。 As a result, for example, even when using a macro model with a parasitic capacitance in the resistor element model in order to increase the accuracy of circuit simulation, the coefficient for calculating the parasitic capacitance should be coordinate-dependent. Can do.
つぎに、モデルパラメータに素子の座標依存性を解析するためのセクション(回路シミュレーション方法の種類を指定する部分)を持たせた場合の解析方法設定画面について説明する。本実施の形態の回路シミュレーション装置1は、コーナー解析、モンテカルロ解析、素子の座標(位置)を用いた解析などの複数種類の回路シミュレーション方法の中から何れかの回路シミュレーション方法を選択するための表示画面を表示部94に表示させる。素子の座標を用いた解析方法を選択する指示が指示入力部15から入力されると、回路シミュレーション装置1は、素子の座標を用いた本実施の形態に係る解析方法を実行する。具体的には、回路シミュレーション装置1は、素子の座標を用いた解析方法に対応する変数(素子の座標を用いた変数)をモデルパラメータに設定して回路シミュレーションを行う。
Next, an analysis method setting screen in the case where a section for analyzing the coordinate dependency of an element (a part for designating the type of circuit simulation method) is provided in the model parameter will be described. The
図9は、モデルパラメータに素子の座標依存性を解析するためのセクションを持たせた場合のモデルパラメータファイルの一例を示す図である。図9では、回路シミュレーションに用いるモデルパラメータファイルの一部分(モデルパラメータファイル63)を示している。本実施の形態のモデルパラメータファイル63には、コーナー解析、モンテカルロ解析、素子の座標を用いた解析の何れかを実行させるために、パラメータ値の異なる複数のセクションを持たせている。例えば、素子の座標を用いた解析とセクションの「xy」を対応付けておく。そして回路シミュレーション装置1は、セクションとして「xy」が入力(選択)された場合には、図8に示したパラメータと同様のパラメータ値を用いて回路シミュレーションを行う。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a model parameter file when a model parameter is provided with a section for analyzing element coordinate dependency. FIG. 9 shows a part of a model parameter file (model parameter file 63) used for circuit simulation. The
回路シミュレーション装置1は、素子の座標を用いた回路シミュレーションを行う際に、必要に応じて素子の座標設定画面を表示部94に表示させる。換言すると、素子の座標に応じたばらつき解析を示すセクション名(解析条件)が使用者によって指定されると、表示部94は素子の座標設定画面を表示する。素子の座標設定画面としては、素子の座標(x,y)を入力させる画面であってもよいし、図6に示す素子の配置を指定する画面であってもよい。
The
また、本実施の形態の回路シミュレーション装置1は、レイアウトデータから素子抽出を行なう際に、素子プロパティに素子の座標値を持たせている。図10は、レイアウトデータから素子の座標値を抽出した際の画面(素子座標表示画面71)の一例を示す図である。素子認識データ生成部17は、レイアウトデータから素子抽出を行なう際に、素子の座標値を抽出し、素子プロパティに座標値を対応付けしておく。従来、素子抽出を行う際には、レイアウトデータから素子およびその素子のプロパティ値を抽出していた。本実施の形態の回路シミュレーション装置1は、素子および素子のプロパティ値とともに、素子の配置されている座標値(x,y)を抽出しておく。そして、回路シミュレーション装置1は、抽出した座標値を素子プロパティに登録するとともに、素子座標表示画面71内の座標表示エリア72,73に表示させる。ここでは、座標表示エリア72に素子のx座標を表示させ、座標表示エリア73に素子のy座標を表示させる場合を示している。なお、本実施の形態のばらつき解析では、複数の素子間の回路特性の違いを評価することを目的の1つとしているので、素子の座標値は集積回路上の絶対的な位置情報である必要はなく素子間の相対的な位置情報でよい。
Further, the
このように、本実施の形態では、素子のシンボルにその素子の座標値をプロパティとして持たせている。また、モデルパラメータに、素子の座標値を変数としたパラメータを持たせている。また、モデルパラメータに、素子の座標依存性を解析するためのセクション(解析条件に対応するパラメータ)を持たせている。また、レイアウトデータから素子と素子の座標を抽出し、素子プロパティに素子の座標値を持たせている。 As described above, in the present embodiment, a symbol of an element has the coordinate value of the element as a property. In addition, the model parameter has a parameter with the coordinate value of the element as a variable. The model parameter is provided with a section (parameter corresponding to the analysis condition) for analyzing the coordinate dependency of the element. Also, the element coordinates are extracted from the layout data, and the element coordinate values are assigned to the element properties.
図11は、素子の座標値を用いた回路シミュレーションの結果を示す図である。図11では、図4に示した回路2の素子の座標値を指示入力部15から入力した場合の回路シミュレーションの結果を示している。ここでは、電源31へ流れる電流値がi=116.2μAであり、電源32へ流れる電流値がi=115.9μAであり、電源33へ流れる電流値がi=114.4μAである場合を示している。このように、素子の配置位置の違いによってカレントミラー25からの出力値に誤差が生じる場合であっても、回路シミュレーション装置1は素子の配置位置に応じた回路シミュレーションを行うことが可能となる。これにより、素子の配置位置に応じた素子特性のミスマッチの影響を解析することが可能となる。
FIG. 11 is a diagram illustrating a result of circuit simulation using the coordinate values of the element. FIG. 11 shows the result of the circuit simulation when the coordinate value of the element of the
図12は、レイアウトデータから抽出した素子の座標を用いた回路シミュレーションの結果を示す図である。図12では、図4に示した回路2の素子の座標値をレイアウトデータから抽出した場合の回路シミュレーションの結果を示している。ここでは、電源31へ流れる電流値がi=113.8μAであり、電源32へ流れる電流値がi=112.7μAであり、電源33へ流れる電流値がi=110.9μAである場合を示している。
FIG. 12 is a diagram illustrating a result of circuit simulation using the element coordinates extracted from the layout data. FIG. 12 shows a circuit simulation result when the coordinate values of the elements of the
ところで、レイアウトデータから素子の配線寄生を抽出し、抽出した配線寄生の影響のみを考慮して回路シミュレーションを行った場合、電源31へ流れる電流値はi=113.9μAであった。また、電源32へ流れる電流値はi=113.2μAであり、電源33へ流れる電流値はi=112.7μAであった。
By the way, when the wiring parasitic of the element is extracted from the layout data and the circuit simulation is performed considering only the influence of the extracted wiring parasitic, the value of the current flowing to the
カレントミラー25では、実際の各電源31〜33へ流れる電流値が、素子の配置座標によって異なるものとなっている。ところが、素子の座標値や配線寄生の影響を無視して電源31〜33へ流れる電流値を回路シミュレーション(コーナー解析)すると、各電源31〜33へ流れる電流値が同じとなる。換言すると、実際に各電源31〜33へ流れる電流値の差を正確に回路シミュレーションできていなければ、各電源31〜33へ流れる電流値は略同じとなる。
In the
例えば、素子の配線寄生の影響を考慮して回路シミュレーションを行った場合には、各電源31〜33へ流れる電流値の差が小さい。一方、配線寄生と素子の座標の影響との両方を考慮して回路シミュレーションを行った場合、電源31〜33へ流れる電流値の差が大きくなる。したがって、素子の座標の影響を考慮して回路シミュレーションを行なうことによって、正確な回路シミュレーションを行うことが可能となる。このように、素子の座標値をレイアウトデータから抽出した場合であっても、回路シミュレーション装置1は素子の配置に応じた回路シミュレーションを行うことが可能となる。この後、素子特性のばらつきを考慮して集積回路の設計を行うとともに、設計した集積回路を用いて半導体デバイスが製造される。
For example, when a circuit simulation is performed in consideration of the influence of element wiring parasitics, the difference in current value flowing to each of the power supplies 31 to 33 is small. On the other hand, when the circuit simulation is performed in consideration of both the wiring parasitic and the influence of the element coordinates, the difference between the current values flowing to the power supplies 31 to 33 increases. Therefore, an accurate circuit simulation can be performed by performing the circuit simulation in consideration of the influence of the element coordinates. As described above, even when the coordinate values of the elements are extracted from the layout data, the
このように、回路シミュレーション装置1は、集積回路を構成する素子の配置情報を回路シミュレーションの際に用いるモデルパラメータの変数に導入している。これにより、素子の位置依存性を考慮した回路シミュレーションを実行することが可能となる。換言すると、従来の回路シミュレーション方法ではできなかったレイアウトパターンに依存した素子マッチングの影響を解析できる。これにより、素子特性のばらつきとして、所定の傾向を有したシステマティックばらつきを解析することが可能となる。また、本実施の形態の解析と従来のモンテカルロ解析を組み合わせることにより、ランダムなばらつきを従来よりも正確に解析することが可能となる。
As described above, the
なお、本実施の形態では、回路シミュレーション装置1が解析方法設定部14、レイアウトデータ記憶部16、素子認識データ生成部17を有している場合について説明したが、回路シミュレーション装置1は、これらの解析方法設定部14、レイアウトデータ記憶部16、素子認識データ生成部17を有していなくてもよい。回路シミュレーション装置1がレイアウトデータ記憶部16や素子認識データ生成部17を有していない場合には、指示入力部15から素子の座標値を入力して集積回路の回路シミュレーションを行う。また、回路シミュレーション装置1が解析方法設定部14を有していない場合には、回路シミュレーション装置1は、素子の座標を用いた解析方法によって集積回路の回路シミュレーションを行う。
In the present embodiment, the case where the
また、本実施の形態では、複数の出力値を回路シミュレーションして各出力値を比較する場合について説明したが、1つの出力値を回路シミュレーションしてもよい。この場合であっても、素子の座標に応じた正確な回路シミュレーションを行うことができる。 Further, in the present embodiment, a case has been described in which a plurality of output values are subjected to circuit simulation and each output value is compared, but one output value may be subjected to circuit simulation. Even in this case, an accurate circuit simulation according to the coordinates of the element can be performed.
このように実施の形態によれば、回路シミュレーションの際に用いるモデルパラメータの変数に素子の配置位置を導入しているので、素子の配置位置に応じた素子特性(回路特性)のばらつきを正確かつ容易に解析することが可能となる。 As described above, according to the embodiment, since the element arrangement position is introduced into the variable of the model parameter used in the circuit simulation, the variation of the element characteristic (circuit characteristic) according to the element arrangement position can be accurately and accurately determined. It becomes possible to analyze easily.
また、現行の回路シミュレーションフローと処理フローが同一であるので、現行の回路シミュレーションプログラムを用いて容易に回路シミュレーションを行うことが可能となる。 In addition, since the current circuit simulation flow and the processing flow are the same, it is possible to easily perform circuit simulation using the current circuit simulation program.
また、レイアウトデータから素子の座標値を抽出するとともに、抽出した座標値を用いて回路シミュレーションを行うので、素子の配置位置に応じた素子特性のばらつきを正確かつ容易に解析することが可能となる。また、複数種類の回路シミュレーション方法の中から何れかの回路シミュレーション方法を設定するので、種々の回路シミュレーション方法を行うことが可能となる。 In addition, since the element coordinate values are extracted from the layout data and the circuit simulation is performed using the extracted coordinate values, it is possible to accurately and easily analyze variations in element characteristics according to the arrangement positions of the elements. . In addition, since any one of the circuit simulation methods is set from among a plurality of types of circuit simulation methods, various circuit simulation methods can be performed.
1 回路シミュレーション装置、12 スケマティックデータ生成部、14 解析方法設定部、17 素子認識データ生成部、18 ネットリスト作成部、19 回路シミュレーション処理部、61 シンボル情報、62,63 モデルパラメータファイル
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記素子の位置情報に対応する変数が設定された前記素子のモデルパラメータと、前記シンボルに設定された位置情報と、を用いて前記集積回路の回路シミュレーションを行うシミュレーションステップと、
を含むことを特徴とする回路シミュレーション方法。 A position information setting step for setting position information related to the arrangement position of the element in a symbol of the element used when designing the circuit of the integrated circuit;
A simulation step of performing a circuit simulation of the integrated circuit using a model parameter of the element in which a variable corresponding to the position information of the element is set, and position information set in the symbol;
A circuit simulation method comprising:
前記集積回路のレイアウトデータから前記素子の位置情報を抽出して前記シンボルに設定することを特徴とする請求項1に記載の回路シミュレーション方法。 The position information setting step includes:
2. The circuit simulation method according to claim 1, wherein position information of the element is extracted from layout data of the integrated circuit and set to the symbol.
前記素子の位置情報に対応する変数が設定された前記素子のモデルパラメータと、前記シンボルに設定された位置情報と、を用いて前記集積回路の回路シミュレーションを行うシミュレーション部と、
を備えることを特徴とする回路シミュレーション装置。 A position information setting unit for setting position information related to the arrangement position of the element in a symbol of the element used when designing the circuit of the integrated circuit;
A simulation unit that performs a circuit simulation of the integrated circuit using a model parameter of the element in which a variable corresponding to the position information of the element is set, and position information set in the symbol;
A circuit simulation apparatus comprising:
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