WO2023020307A1 - 集成电路快速仿真方法、装置及存储介质 - Google Patents

集成电路快速仿真方法、装置及存储介质 Download PDF

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WO2023020307A1
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waveform
sub
circuit
parameters
simulation
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李�真
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苏州贝克微电子股份有限公司
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G—PHYSICS
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    • G06F30/33—Design verification, e.g. functional simulation or model checking
    • G06F30/3308—Design verification, e.g. functional simulation or model checking using simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/30—Circuit design
    • G06F30/36—Circuit design at the analogue level
    • G06F30/367—Design verification, e.g. using simulation, simulation program with integrated circuit emphasis [SPICE], direct methods or relaxation methods

Definitions

  • the present application relates to the field of circuit simulation, in particular to a fast simulation method, device and storage medium for integrated circuits.
  • EDA Electronic design automation, electronic design automation
  • the circuit is usually matrixed, and then the matrix is calculated in the EDA simulation software, and finally the result of the matrix calculation is the simulation of the circuit result.
  • the amount of matrix data obtained after matrixing the complex circuit is large, and the calculation speed of the matrix simulation using EDA simulation software is very slow, resulting in a slow simulation speed of the circuit .
  • the simulation speed is faster when the square wave is in the high level or low level, but the simulation speed is slower when it is in the high-low level conversion stage , while in the prior art, the signals output by most circuits are periodic signals, and the simulation speed of the corresponding circuits at this time is relatively slow. To sum up, how to increase the simulation speed of the circuit is an urgent problem to be solved by those skilled in the art.
  • the purpose of this application is to provide a fast simulation method, device and storage medium for an integrated circuit, which does not require complex matrix calculations for the circuit, thereby increasing the simulation speed for transient analysis of the integrated circuit.
  • this application provides a fast simulation method for integrated circuits, including:
  • the simulated waveform obtained by simulating the sub-circuit is the same as that calculated based on the corresponding function correspondence relation.
  • the output waveform is the same;
  • generating corresponding functional correspondences based on the sub-circuits including:
  • N is an integer greater than 2;
  • the function correspondence relation is obtained based on N sets of input parameters and N waveform parameters.
  • the function corresponding relationship is obtained based on N sets of input parameters and N waveform parameters, including:
  • the linear regression expression corresponding to the sub-circuit after performing linear regression calculation with the input parameter as an independent variable and the waveform parameter as a dependent variable to obtain the linear regression expression corresponding to the sub-circuit, it further includes:
  • Calculating the corresponding relational expression of the function corresponding to the subcircuit in which the simulated waveform is a periodic waveform including:
  • obtaining N sets of input parameters of the sub-circuit includes:
  • the N simulation waveforms after sampling the N simulation waveforms and obtaining the N waveform parameters, it also includes:
  • the i-th rate of change (i+1th waveform parameter-i-th waveform parameter)/(i+1th input parameter-i-th input parameter), i is not less than 1 and less than N integer;
  • N waveform parameters including:
  • N groups of input parameters and N waveform parameters including:
  • the number of re-taking values and the i+1-th change rate and the i-th change rate is positively correlated.
  • calculating the i-th rate of change includes:
  • the waveform parameters include the amplitude, period and duty cycle of the square wave or the triangular wave
  • the simulated waveform is a sine wave
  • the waveform parameters include the amplitude, period and initial phase angle of the sine wave.
  • this application also provides a fast simulation device for integrated circuits, including:
  • the processor is configured to implement the above-mentioned rapid simulation method for integrated circuits when executing the computer program.
  • the present application also provides a non-volatile computer storage medium, the non-volatile computer storage medium stores computer-executable instructions, and when executed by an electronic device, the computer-executable instructions make The above-mentioned integrated circuit rapid simulation method for electronic equipment.
  • the application provides a fast simulation method, device and storage medium for an integrated circuit.
  • the simulated waveform is generated into a sub-circuit corresponding to a periodic waveform.
  • the sub-circuits that are not periodic waveforms are directly simulated, and then the sub-circuits whose simulated waveforms are periodic waveforms are calculated through the corresponding function correspondence expressions to complete Corresponding simulation, so as to realize the simulation of the whole large-scale integrated circuit.
  • the output waveform obtained for the function corresponding relationship is the same as the simulation waveform obtained by direct simulation, and there is no need to perform complex matrix calculations on the circuit, the simulation speed of the transient analysis of the integrated circuit is improved.
  • FIG. 1 is a schematic flow diagram of a fast simulation method for an integrated circuit provided by an embodiment of the present application
  • Fig. 2 is a schematic diagram corresponding to an input parameter and an amplitude parameter provided by an embodiment of the present application
  • Fig. 3 is a structural block diagram of a fast simulation device for an integrated circuit provided by an embodiment of the present application
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a hardware structure of an electronic device provided by an embodiment of the present application.
  • the core of the application is to provide a fast simulation method, device and storage medium for an integrated circuit, which does not need complex matrix calculations for the circuit, thereby improving the simulation speed for transient analysis of the integrated circuit.
  • Fig. 1 is a schematic flow chart of a fast simulation method for an integrated circuit provided by the present application, the method includes:
  • S11 Divide the large-scale integrated circuit into multiple sub-circuits, and simulate each sub-circuit
  • the application usually divides the large-scale integrated circuit into multiple sub-circuits, and then designs each sub-circuit in turn, and the designed The sub-circuit is verified by simulation.
  • the next sub-circuit is designed only when it meets the design requirements, that is, when the simulated waveform is the same as the expected waveform.
  • the simulated waveform in the present application is the same as the expected waveform, which may mean that each waveform parameter of the simulated waveform is the same as that of the expected waveform.
  • the operation of confirming the completion of the simulation can be carried out. Specifically, the button for confirming the completion of the simulation can be clicked. At this time, the processor automatically saves the sub-circuit module that was simulated last time.
  • the EDA software has a large amount of calculation when simulating the sub-circuit with changing waveform, and the sub-circuit with periodic waveform is one of the sub-circuits with changing waveform, and the output waveform of most sub-circuits in the prior art is Periodic waveform, therefore, how to improve the simulation speed of the subcircuit corresponding to the periodic waveform is an urgent problem to be solved by those skilled in the art.
  • the application completes the design of the sub-circuit, that is, after determining that the simulated waveform of the sub-circuit is the same as the expected waveform, it also judges whether the simulated waveform of the sub-circuit is a periodic waveform, and if so, generates a waveform based on the sub-circuit.
  • a function correspondence relation wherein, based on the same input parameters, the output waveform calculated based on this function correspondence relation is the same as the simulation waveform obtained by EDA simulation directly based on the sub-circuit.
  • the sub-circuit of the periodic waveform is simulated When , it can be replaced by using the function correspondence to simulate the sub-circuit, so as to improve the speed of large-scale integrated circuit simulation.
  • the function correspondence relation is automatically generated in the process of designing the sub-circuit, instead of generating the function correspondence relation during simulation, so that when the circuit designer is designing the next sub-circuit
  • the simulation software can perform calculations and automatically generate the corresponding relational expression of the function of the previous sub-circuit, thereby speeding up the speed of final simulation results.
  • the method of judging whether the simulated waveform of the sub-circuit is a periodic waveform can be directly judged by the software on the simulated waveform of the sub-circuit, or the user knows in advance what type of output waveform the sub-circuit outputs. After clicking the button confirming that the simulation is completed, the user outputs the type of the output waveform of the sub-circuit to the processor, and the processor judges whether the simulated waveform of the sub-circuit is a periodic waveform based on the user's input.
  • periodic waveforms in this application may include, but are not limited to, periodic square waves, triangular waves, and sine waves, etc., and may also be other types of periodic waves, which are not specifically limited in this application.
  • S14 Based on the input parameters of the large-scale integrated circuit, directly simulate the sub-circuit whose simulated waveform is not a periodic waveform, and calculate the corresponding function corresponding to the sub-circuit whose simulated waveform is a periodic waveform, so as to realize the large-scale integrated circuit simulation.
  • the most common simulation method can be used for simulation (that is, the simulation method in the prior art), but this simulation method is very Time-consuming, it often takes several hours or even days; and if the circuit designer just wants to verify the correctness of the circuit and look at the trend of the circuit output, he can use the simulation method in this application to simulate it.
  • the circuit simulator uses the obtained function correspondence relation of each waveform parameter corresponding to the sub-circuit according to the input parameters of the large-scale integrated circuit to replace the output square wave, sine wave and triangular wave All sub-circuits of equal-period waveforms (for example, if a certain sub-circuit outputs a square wave, the circuit simulator will input the input parameters of the sub-circuit to the corresponding relational formula of the square wave amplitude parameter corresponding to the sub-circuit, the period parameter In the corresponding relational expression of the function and the corresponding relational expression of the function of the duty cycle parameter, the amplitude, period and duty cycle of the output square wave under the current input parameters are respectively calculated, and the simulation output result of the sub-circuit is quickly obtained), so as to carry out Simulation, quickly obtain simulation results, greatly improving the speed of simulation.
  • the large-scale integrated circuit in this application includes 3 sub-circuits, and the three sub-circuits are connected in series, that is, the input of the second sub-circuit is the output of the first sub-circuit, and the input of the third sub-circuit is the second The output of the sub-circuit, if at this time, the simulation waveform corresponding to the second sub-circuit and the third sub-circuit is a periodic waveform, then when simulating the large-scale integrated circuit, input the input parameters of the large-scale integrated circuit to the first sub-circuit
  • the first sub-circuit simulates the input parameter, and then calculates the output result of the first sub-circuit based on the corresponding function correspondence of the second sub-circuit, so as to complete the simulation of the second sub-circuit.
  • the output result of the corresponding third sub-circuit is the LSI Simulate the simulation output results. Since the waveform obtained by simulating the sub-circuit is the same as the waveform calculated by the corresponding function correspondence, the simulated waveform obtained based on the method in this application is the same as the original simulated waveform, and can greatly reduce EDA The calculation amount of the simulation software is reduced, and the simulation speed is improved.
  • the simulation method in this application does not need to perform complex matrix calculations on circuits, thereby improving the simulation speed when performing transient analysis on integrated circuits.
  • generating a corresponding function correspondence relation based on the sub-circuit includes:
  • N is an integer greater than 2;
  • the purpose of this embodiment is to provide a specific implementation method for generating a function corresponding relational expression corresponding to a sub-circuit, specifically, generate corresponding N simulation waveforms according to N sets of input parameters of the sub-circuit, and then perform N simulation waveforms respectively Sampling to obtain corresponding N waveform parameters, and then generate corresponding function correspondence expressions based on the N waveform parameters and N sets of input parameters.
  • the quantity of input parameters in the present application can be designed to be positively correlated with the number of nodes and branches of the subcircuit, for example, when the subcircuit has a nodes and b branches, the quantity N of the input parameters can be designed It is A times of a*b, where the larger the value of A, the higher the corresponding simulation accuracy.
  • each set of input parameters may correspond to multiple types of input parameters simultaneously input to the sub-circuit, such as voltage, current or frequency, etc., which are not specifically limited in this application.
  • the corresponding waveform parameters may include, but are not limited to, the amplitude, period and duty cycle of the current square wave.
  • the sampling The number of obtained waveform parameters may be specifically 3N.
  • the obtained 3N waveform parameters are N amplitude parameters, N period parameters and N duty ratio parameters respectively.
  • the corresponding waveform parameters are the amplitude, parameters and initial phase angle of the current sine wave.
  • the number of waveform parameters obtained by sampling can also be specifically 3N.
  • the obtained The 3N waveform parameters are respectively N amplitude parameters, N period parameters and N initial phase angle parameters.
  • the corresponding waveform parameters are the amplitude, parameters and duty cycle of the current triangular wave.
  • the number of waveform parameters obtained by sampling can also be specifically 3N.
  • the obtained 3N The waveform parameters are respectively N amplitude parameters, N period parameters and N duty ratio parameters.
  • both the ordinary square wave and the periodic pulse belong to the square wave here
  • the ordinary sine wave and steamed bread wave both belong to the sine wave here
  • the ordinary triangular wave and sawtooth wave belong to this triangle wave.
  • N period parameters and N duty cycle parameters store the N amplitude parameters and N input parameters in one-to-one correspondence, and store the N period parameters and N
  • the N input parameters are stored in one-to-one correspondence
  • the N duty cycle parameters are stored in one-to-one correspondence with the N input parameters.
  • the corresponding amplitude function correspondence relation/period function correspondence relation/duty ratio function correspondence relation is generated based on the N amplitude parameters/N period parameters/N duty ratio parameters and the N input parameters respectively.
  • the method in this embodiment can realize the generation of the corresponding relationship with the function, and the realization method is simple and reliable.
  • a function correspondence relation is obtained, including:
  • the linear regression calculation is performed with the input parameters as the independent variable and the waveform parameter as the dependent variable, so as to obtain the linear regression expression corresponding to the sub-circuit, and use it as a function corresponding relational expression.
  • This embodiment aims to provide a specific implementation manner for obtaining a function correspondence relation based on N sets of input parameters and N waveform parameters.
  • a linear regression operation is performed with input parameters as independent variables and waveform parameters as dependent variables to obtain a corresponding linear regression expression as a function correspondence relational expression.
  • the waveform parameters corresponding to the square wave include amplitude parameters, period parameters and duty cycle parameters;
  • e is the error value
  • a 0 , A 1 , A 2 ,..., A z are the regression coefficients to be estimated.
  • the initial linear regression model is tested for the significance of the regression coefficient, the significance of the linear relationship of the regression equation, and the stability of the model structure to obtain the final linear regression model, that is, the linear regression expression.
  • the input parameter is used as the independent variable
  • the waveform parameter is used as the dependent variable to perform nonlinear regression calculation, so as to obtain the nonlinear regression expression corresponding to the sub-circuit, and use it as a function corresponding relational expression
  • Calculation of the function correspondence relation corresponding to the sub-circuit whose simulated waveform is a periodic waveform including:
  • the regression model In order to prevent the linear regression expression from overfitting or underfitting, resulting in inaccurate simulation results, the regression model needs to be checked twice to determine whether the linear regression expression corresponding to the sub-circuit is overfitting or underfitting. combine.
  • K sets of input parameters are K sets that are not used as value points Input parameters, that is, the parameter values of K groups of input parameters are not equal to the parameter values of N and M groups of input parameters
  • the K groups of input parameters are respectively input into the final linear regression parameters and the circuit simulator, respectively by calculating and simulation to obtain two output results, and make a difference between the two output results. If the difference greater than K/2 times is within the threshold range, it is determined that the linear regression expression meets the requirements and there is no overfitting or underfitting.
  • the linear regression expression can be used as a function corresponding relational expression of the amplitude parameter, and it can be stored in a circuit simulator (a part of EDA software). If the difference greater than K/2 times is outside the threshold range, it is determined that the linear regression expression has overfitting or underfitting and does not meet the requirements.
  • the nonlinear regression calculation is performed with the input parameter as the independent variable and the waveform parameter as the dependent variable, so as to obtain the nonlinear regression expression corresponding to the sub-circuit as follows:
  • regression coefficients with a small variation range, and set the loop variable to change within a small possible value range at a certain step size. These regression coefficients are changed in each cycle. There will be specific values, after variable transformation of the curve model, linear regression analysis is performed, and then the variables in the obtained straight line equation are restored to obtain the corresponding curve equation, that is, the initial value of the regression coefficient in the model is obtained;
  • the nonlinear regression expression is stored in the circuit simulator as a function correspondence relation of the amplitude parameter, corresponding to the sub-circuit. It can be seen that in this embodiment, when the linear regression expression is over-fitting or under-fitting, the corresponding nonlinear regression expression can be calculated to improve the reliability of large-scale integrated circuit simulation.
  • the input values of the input parameters corresponding to the period parameter and the duty cycle parameter are respectively used as independent variables, and the period parameter and the duty cycle parameter are taken as the dependent variables, and a linear/nonlinear regression operation is performed to obtain the period parameter
  • the function corresponding relationship and the function corresponding relationship of the duty ratio parameter are stored in the circuit simulator respectively, and correspond to the sub-circuits.
  • obtaining N sets of input parameters of the sub-circuit includes:
  • N-2 sets of input parameters, the upper limit value and the lower limit value are used as the obtained N sets of input parameters.
  • This embodiment aims to provide a specific implementation method for obtaining N sets of input parameters of a sub-circuit. Specifically, according to the upper limit and lower limit of the input parameters of the sub-circuit, the upper limit and the lower limit are performed. Take the value, and use the input parameters after taking the value, the upper limit value and the lower limit value as N sets of input parameters.
  • the upper limit and lower limit in this embodiment may be the safe input range of the sub-circuit, etc., so as to ensure the safety and reliability of the sub-circuit.
  • N sets of input parameters can be obtained by selecting values between the upper limit value and the lower limit value.
  • the value distribution can be uniform, so that the reference value of the obtained waveform is relatively large.
  • the i-th rate of change (i+1th waveform parameter-i-th waveform parameter)/(i+1th input parameter-i-th input parameter), i is an integer not less than 1 and less than N;
  • the record difference is greater than the i-th input parameter interval corresponding to the i-th rate of change corresponding to the difference threshold and the i+1-th input parameter interval corresponding to the i+1-th rate of change;
  • the sub-circuits are simulated based on each set of input parameters in the N sets of input parameters respectively, and N simulation waveforms are obtained, including:
  • this embodiment performs a second evaluation of the N groups of input parameters to obtain M groups of input parameters. That is, at this time, there are M+N sets of input parameters in total.
  • the specific way to take the value for the second time is: calculate (i+1th waveform parameter-i-th waveform parameter)/(i+1th input parameter-i-th input parameter), use it as the i-th rate of change, and compare it to a lower Whether the difference between the difference change rate of i+1 and the i-th change rate is greater than the difference threshold, if greater, it means that the changes of the waveform parameters corresponding to two adjacent input parameters are non-linear, that is, the two The variation trend of the waveform parameters corresponding to the input parameters is unknown, and at this time, the corresponding i-th input parameter interval and the i+1-th input parameter interval are recorded, and their values are taken again.
  • FIG. 2 is a schematic diagram corresponding to an input parameter and an amplitude parameter provided in the present application.
  • calculating the i-th rate of change includes:
  • the horizontal axis represents each input parameter
  • the vertical axis represents each corresponding amplitude parameter
  • 1-5 represents the corresponding first five coordinate points
  • 4 polylines are formed between the five coordinate points
  • the broken line 21 represents the broken line formed between the No. 2 point and the No. 1 point
  • calculate the angle 21 between the broken line 21 and the X-axis thereby calculate the first slope
  • the included angle 32 between them can be used to calculate the second slope, and the difference between the first slope and the second slope can be calculated, or the difference can be directly made between the included angle 32 and the included angle 21.
  • the difference between the two is very small, indicating that The change of the amplitude parameter is linear and regular; calculate the angle 43 between the broken line 43 and the X axis, corresponding to the third slope, calculate the difference between the second slope and the third slope, or directly compare the angle 43 and The difference between the angle 32 and the difference between the two is greater than the threshold, indicating that the amplitude change is non-linear and irregular.
  • the principle that the difference value is positively correlated with the number of re-retrieve values can be followed. That is, the larger the difference is, the more the number of re-taken values is, that is, the finer the division of the input parameters in this input parameter interval is. Specifically, in FIG. 2 , fewer values may be selected for interval 21 and more values may be selected for intervals 32 , 43 , and 54 .
  • the difference threshold in this application can be adjusted, and the sampling accuracy and operation speed can be controlled by controlling the size of the difference threshold. If it is found that the amount of calculation is large, the difference threshold can be appropriately increased; that is, the difference threshold The smaller the value, the greater the precision, and the greater the corresponding calculation amount.
  • the value of the specific difference threshold depends on the actual situation, and the present application does not make a special limitation here.
  • the same second value-taking process is performed on the period parameter and the duty cycle parameter respectively, to obtain the input values of the input parameters corresponding to the period parameter and the duty cycle parameter.
  • the M groups of input parameters obtained after taking values again for all the input parameter intervals corresponding to the difference greater than the difference threshold value and the N groups of input parameters at the first value taking are taken as the corresponding input parameters , and then obtain M+N simulation waveforms based on the M+N sets of input parameters after two values, and obtain M+M waveform parameters by sampling, and generate a function based on the M+N sets of input parameters and M+N waveform parameters corresponding relationship.
  • the accuracy of the corresponding relationship of the generated functions can be improved, and the result of the simulation of the large-scale integrated circuit can be closer to the result of the direct simulation. .
  • Fig. 3 is the structural block diagram of a kind of integrated circuit rapid simulation device provided by the present application, and this device comprises:
  • memory 31 for storing computer programs
  • the processor 32 is configured to realize the steps of the above-mentioned fast simulation method for integrated circuits when executing the computer program.
  • the present application also provides a fast simulation device for integrated circuits.
  • a fast simulation device for integrated circuits please refer to the above embodiments, and the present application will not repeat them here.
  • An embodiment of the present application provides a non-volatile computer storage medium, the computer storage medium stores computer-executable instructions, and when the computer-executable instructions are executed by an electronic device, the electronic device realizes the above-mentioned rapid simulation of an integrated circuit method.
  • Fig. 4 is a schematic diagram of the hardware structure of an electronic device for implementing the integrated circuit fast simulation method provided by the embodiment of the present application.
  • the device includes: one or more processors 410 and memory 420.
  • the device 410 is taken as an example; the device for implementing the fast simulation method for integrated circuits may also include: an input device 430 and an output device 440 .
  • the processor 410, the memory 420, the input device 430, and the output device 440 may be connected via a bus or in other ways, and connection via a bus is taken as an example in FIG. 4 .
  • the memory 420 can be used to store non-volatile software programs, non-volatile computer-executable programs, and modules, such as the method corresponding to the rapid simulation method for integrated circuits in the embodiment of the present application Program instructions/modules.
  • the processor 410 executes various functional applications and data processing of the server by running the non-volatile software programs, instructions and modules stored in the memory 420, that is, implements the integrated circuit rapid simulation method of the above method embodiment.
  • the memory 420 may include a program storage area and a data storage area, wherein the program storage area may store an operating system and an application program required by at least one function; the data storage area may store data created according to the use of the integrated circuit rapid simulation device, etc.
  • the memory 420 may include a high-speed random access memory, and may also include a non-volatile memory, such as at least one magnetic disk storage device, flash memory device, or other non-volatile solid-state storage devices.
  • the memory 420 may optionally include a memory that is remotely located relative to the processor 410, and these remote memories may be connected to the integrated circuit rapid simulation device through a network. Examples of the aforementioned networks include, but are not limited to, the Internet, intranets, local area networks, mobile communication networks, and combinations thereof.
  • the input device 430 can receive input numbers or character information, and generate key signal input related to user settings and function control of the integrated circuit rapid simulation device.
  • the output device 440 may include a display device such as a display screen.
  • the one or more modules are stored in the memory 420 , and when executed by the one or more processors 410 , execute the fast integrated circuit simulation method in any of the above method embodiments.
  • the electronic equipment of the embodiment of the present application exists in various forms, including but not limited to:
  • Mobile communication equipment This type of equipment is characterized by mobile communication functions, and its main goal is to provide voice and data communication.
  • Such terminals include: smart phones (such as iPhone), multimedia phones, feature phones, and low-end phones.
  • Ultra-mobile personal computer equipment This type of equipment belongs to the category of personal computers, has computing and processing functions, and generally has the characteristics of mobile Internet access.
  • Such terminals include: PDA, MID and UMPC equipment, such as iPad.
  • Portable entertainment equipment This type of equipment can display and play multimedia content.
  • Such devices include: audio and video players (such as iPod), handheld game consoles, e-books, as well as smart toys and portable car navigation devices.
  • Server A device that provides computing services.
  • the composition of a server includes a processor, hard disk, memory, system bus, etc.
  • the server is similar to a general-purpose computer architecture, but due to the need to provide high-reliability services, it is important in terms of processing power and stability. , Reliability, security, scalability, manageability and other aspects have high requirements.
  • the device embodiments described above are only illustrative, and the units described as separate components may or may not be physically separated, and the components shown as units may or may not be physical units, that is, they may be located in One place, or it can be distributed to multiple network elements. Part or all of the modules can be selected according to actual needs to achieve the purpose of the solution of this embodiment.
  • each embodiment can be implemented by means of software plus a general hardware platform, and of course also by hardware.
  • the essence of the above technical solutions or the part that contributes to related technologies can be embodied in the form of software products, and the computer software products can be stored in computer-readable storage media, such as ROM/RAM, disk , CD, etc., including several instructions to make a computer device (which may be a personal computer, server, or network device, etc.) execute the methods described in each embodiment or some parts of the embodiments.

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Abstract

一种集成电路快速仿真方法、装置及存储介质，通过对大规模集成电路划分为多个子电路，然后通过对每个子电路进行仿真，将仿真波形为周期波形的子电路生成一个对应的函数对应关系式，然后在对大规模集成电路进行仿真时，针对不是周期波形的子电路直接进行仿真，然后针对仿真波形为周期波形的子电路通过对应的函数对应关系式进行计算，以完成对应的模拟仿真，从而实现对整个大规模集成电路的仿真。其中，由于针对函数对应关系式得到的输出波形与直接进行仿真得到的仿真波形相同，无需对电路进行复杂的矩阵计算，进而提高了对集成电路进行瞬态分析时的仿真速度。

Description

集成电路快速仿真方法、装置及存储介质
本申请要求在2021年08月18日提交中国专利局、申请号为202110945784.5、名称为“一种用于大规模集成电路瞬态分析的仿真优化方法及装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及电路仿真领域，特别是涉及一种集成电路快速仿真方法、装置及存储介质。
背景技术
使用EDA(Electronic design automation，电子设计自动化)仿真软件对电路进行仿真时，通常会将电路进行矩阵化，然后在EDA仿真软件中对矩阵进行计算，最后针对矩阵计算的结果即为对电路的仿真结果。但是针对较复杂的电路进行仿真时，对复杂电路进行矩阵化后得到的矩阵的数据量较大，使用EDA仿真软件对此矩阵仿真时的计算速度非常慢，从而导致对电路的仿真速度较慢。
此外，在对电路进行仿真时，若电路的输出信号为发生变化的信号时，EDA软件的运算量是非常大的，这也是导致仿真速度较慢的原因。具体地，以输出信号为周期性的方波信号为例，在处于方波的高电平或低电平时，仿真速度较快，但是在处于高低电平转换阶段时，仿真的速度就比较慢，而现有技术中，大多数电路输出的信号均为周期性信号，此时对应的电路的仿真速度均较慢。综上，如何提高电路的仿真速度本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种集成电路快速仿真方法、装置及存储介质，无需对电路进行复杂的矩阵计算，进而提高了对集成电路进行瞬态分析时的仿真速度。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种集成电路快速仿真方法，包括：
将所述大规模集成电路分为多个子电路，并对每个所述子电路进行仿真；
在所述子电路的仿真波形与期望波形相同时，判断所述子电路的仿真波形是否为周期波形；
若是，则基于所述子电路生成对应的函数对应关系式；其中，基于子电路的同一输入参数，对所述子电路进行仿真得到的仿真波形与基于对应的所述函数对应关系式计算出的输出波形相同；
基于所述大规模集成电路的输入参数，对所述仿真波形不是周期波形的子电路直接进行仿真，及对所述仿真波形是周期波形的子电路对应的函数对应关系式进行计算，以实现对所述大规模集成电路的仿真。
可选地，基于所述子电路生成对应的函数对应关系式，包括：
获取所述子电路的N组输入参数，N为大于2的整数；
分别基于N组所述输入参数中的各组所述输入参数对所述子电路进行仿真，得到N个仿真波形；
分别对N个所述仿真波形进行采样，得到N个波形参数；
基于N组所述输入参数和N个所述波形参数得到所述函数对应关系式。
可选地，基于N组所述输入参数和N个所述波形参数得到所述函数对应关系式，包括：
以所述输入参数为自变量，以所述波形参数为因变量进行线性回归计算，以得到所述子电路对应的线性回归表达式，并作为所述函数对应关系式。
可选地，以所述输入参数为自变量，以所述波形参数为因变量进行线性回归计算，以得到所述子电路对应的线性回归表达式之后，还包括：
判断所述线性回归表达式是否存在过拟合或欠拟合；
若是，则以所述输入参数为自变量，以所述波形参数为因变量进行非线性回归计算，以得到所述子电路对应的非线性回归表达式，并作为所述函数对应关系式；
对所述仿真波形是周期波形的子电路对应的函数对应关系式进行计算，包括：
对所述仿真波形是周期波形的子电路对应的所述线性回归表达式或所述非线性回归表达式进行计算。
可选地，获取所述子电路的N组输入参数，包括：
获取所述子电路的输入参数的上限值和下限值；
对所述上限值和所述下限值进行N-2次取值，得到N-2组所述输入参数；
将N-2组所述输入参数、所述上限值及所述下限值作为获取的N组所述输入参数。
可选地，对N个所述仿真波形进行采样，得到N个波形参数之后，还包括：
计算第i变化率，所述第i变化率＝(第i+1波形参数-第i波形参数)/(第i+1输入参数-第i输入参数)，i为不小于1且小于N的整数；
判断第i+1变化率与所述第i变化率之间的差值是否大于差值阈值；
若是，则记录所述差值大于所述差值阈值对应的所述第i变化率对应的第i输入参数区间及所述第i+1变化率对应的第i+1输入参数区间；
在所述第i输入参数区间及所述第i+1输入参数区间内再次进行取值，得到M组所述输入参数；
分别基于N组所述输入参数中的各组所述输入参数对所述子电路进行仿真，得到N个仿真波形，包括：
分别基于M+N组所述输入参数中的各组所述输入参数对所述子电路进行仿真，得到M+N个所述仿真波形；
分别对N个所述仿真波形进行采样，得到N个波形参数，包括：
分别对M+N个所述仿真波形进行采样，得到M+N个所述波形参数；
基于N组所述输入参数和N个所述波形参数得到所述函数对应关系式，包括：
基于M+N组所述输入参数和M+N个所述波形参数得到所述函数对应关系式。
可选地，在所述第i输入参数区间及所述第i+1输入参数区间内再次进行取值时，再次取值的数量与所述第i+1变化率与所述第i变化率之间的差值呈正相关。
可选地，计算第i变化率，包括：
以所述输入参数为横轴，以所述波形参数为纵轴构建坐标系；
在所述坐标系中标出与N组所述输入参数和N个所述波形参数一一对应的N个坐标点；
将N个所述坐标点依次用折线连接；
计算第i+1坐标点和第i坐标点之间连接的折线的斜率，并作为所述第i变化率。
可选地，所述仿真波形为周期性的方波或周期性的三角波时，所述波形参数包括所述方波或所述三角波的幅值、周期及占空比，所述仿真波形为正弦波时，所述波形参数包括所述正弦波的幅值、周期及初相位角。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种集成电路快速仿真装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于在执行所述计算机程序时，实现上述所述的集成电路快速仿真方法。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由电子设备执行时使得电子设备上述集成电路快速仿真方法。
本申请提供了一种集成电路快速仿真方法、装置及存储介质，通过对大规模集成电路划分为多个子电路，然后通过对每个子电路进行仿真，将仿真波形为周期波形的子电路生成一个对应的函数对应关系式，然后在对大规模集成电路进行仿真时，针对不是周期波形的子电路直接进行仿真，然后针对仿真波形为周期波形的子电路通过对应的函数对应关系式进行计算，以完成对应的模拟仿真，从而实现对整个大规模集成电路的仿真。其中，由于针对函数对应关系式得到的输出波形与直接进行仿真得到的仿真波形相同，且无需对电路进行复杂的矩阵计算，进而提高了对集成电路进行瞬态分析时的仿真速度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种集成电路快速仿真方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例提供的一种输入参数与幅值参数对应的示意图；
图3为本申请一实施例提供的一种集成电路快速仿真装置的结构框图；
图4为本申请实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种集成电路快速仿真方法、装置及存储介质，无需对电路进行复杂的矩阵计算，进而提高了对集成电路进行瞬态分析时的仿真速度。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参照图1，图1为本申请提供的一种集成电路快速仿真方法的流程示意图，该方法包括：
S11：将大规模集成电路分为多个子电路，并对每个子电路进行仿真；
考虑到对整个电路直接进行仿真设计时的速度较慢，工作量较大，因此，本申请通常将大规模集成电路分为多个子电路，然后依次对每个子电路进行设计，并且对设计好的子电路进行仿真验证。其中，对每个子电路进行设计及仿真时，在其满足设计要求，也即是仿真波 形与期望波形相同时，才对下一个子电路进行设计。
其中，本申请中的仿真波形与期望波形相同可以是仿真波形的各个波形参数均与期望波形的波形参数相同。
此外，在完成对该子电路的设计之后，可以进行确认仿真完成的操作，具体可以为点击确认仿真完成的按钮，此时，处理器自动保存最后一次进行仿真的子电路模块。
S12：在子电路的仿真波形与期望波形相同时，判断子电路的仿真波形是否为周期波形；
S13：若是，则基于子电路生成对应的函数对应关系式；其中，基于子电路的同一输入参数，对子电路进行仿真得到的仿真波形与基于对应的函数对应关系式计算出的输出波形相同；
考虑到EDA软件对波形变化的子电路进行仿真时的运算量较大，而周期波形的子电路为波形变化的子电路中的一种，且现有技术中大多数子电路的输出波形均为周期波形，因此，如何提高周期波形对应子电路的仿真速度是本领域技术人员亟需解决的问题。
为解决上述技术问题，本申请在完成对子电路的设计，也即是判定子电路的仿真波形与期望波形相同之后，还判断子电路的仿真波形是否为周期波形，若是，则基于子电路生成一个函数对应关系式，其中，基于同样的输入参数，基于此函数对应关系式计算出的输出波形与直接基于子电路进行EDA仿真得到的仿真波形相同，此时，对周期波形的子电路进行仿真时，可以替换为使用函数对应关系式对子电路进行模拟仿真，从而提高对大规模集成电路仿真的速度。
此外，需要说明的是，在对子电路进行设计的过程中即自动生成函数对应关系式，而不是在进行仿真时才生成函数对应关系式，这样当电路设计人员在对下一个子电路进行设计时，仿真软件即可进行计算，自动生成上一个子电路的函数对应关系式，从而加快最终仿真时出结果的速度。
其中，判断子电路的仿真波形是否为周期波形的方式可以是软件针对子电路的仿真波形直接进行判断的，也可以是用户对于子电路输出何种类型的输出波形是预先知道的，在上述步骤中点击确认仿真完成的按钮之后，用户向处理器输出子电路的输出波形的类型，处理器基于用户的输入判断子电路的仿真波形是否为周期波形。
需要说明的是，本申请中的周期波形的类型可以但不限于包括周期性的方波、三角波及正弦波等，也可以是其他类型的周期波，本申请在此不做特别的限定。
S14：基于大规模集成电路的输入参数，对仿真波形不是周期波形的子电路直接进行仿真，及对仿真波形是周期波形的子电路对应的函数对应关系式进行计算，以实现对大规模集成电路的仿真。
在完成上述的步骤的基础上，若需要对大规模集成电路进行仿真时，对于不是周期波形的子电路直接进行软件仿真，不影响对大规模集成电路仿真的速度，对周期波形的子电路进行仿真的方式由软件仿真转换为使用相对应的函数对应关系式进行模拟仿真，从而不需要对复杂的矩阵进行计算，可以提高仿真速度。
具体地，当电路设计人员对完整的大规模集成电路进行仿真时，为了得到精确的结果，可采用最为普通的仿真方式进行仿真(也即现有技术中的仿真方式)，但是此仿真方式非常费时，经常要花费几个小时甚至几天的时间；而如若电路设计人员只是想验证电路的正确性，看一下电路输出的趋势，即可使用本申请中的仿真方式对其进行仿真。具体可以为：点击仿真软件上的快速仿真按钮，电路仿真器根据大规模集成电路的输入参数，利用得到的与子电路对应的各波形参数的函数对应关系式，代替输出方波、正弦波及三角波等周期波形的所有 子电路(如某一子电路输出方波，电路仿真器则将该子电路的输入参数分别输入到与该子电路对应的方波幅值参数的函数对应关系式、周期参数的函数对应关系式和占空比参数的函数对应关系式中，分别计算出当前输入参数下输出方波的幅值、周期和占空比，快速得到该子电路的仿真输出结果)，从而进行仿真，快速得到仿真结果，极大地提高了仿真的速度。
具体地，假设本申请中的大规模集成电路包括3个子电路，且三个子电路为串联连接，也即第二子电路的输入为第一子电路的输出，第三子电路的输入为第二子电路的输出，若此时，第二子电路和第三子电路对应的仿真波形为周期波形，则对大规模集成电路进行仿真时，将大规模集成电路的输入参数输入至第一子电路中，第一子电路针对此输入参数进行仿真，然后基于第二子电路对应的函数对应关系式对第一子电路的输出结果进行计算，以完成第二子电路的模拟仿真，同样的，基于第三子电路对应的函数对应关系式对第二子电路的输出结果进行计算，以完成对第三子电路的模拟仿真，此时对应的第三子电路的输出结果即为大规模集成电路的模拟仿真输出结果。由于在对子电路进行仿真得到的波形与及与对应的函数对应关系式计算得到的波形相同，因此，在基于本申请中的方式得到的模拟仿真波形与原仿真波形相同，且可以大大降低EDA仿真软件的计算量，提高仿真速度。
综上，本申请中的仿真方法无需对电路进行复杂的矩阵计算，进而提高了对集成电路进行瞬态分析时的仿真速度。
在上述实施例的基础上：
作为一种可选的实施例，基于子电路生成对应的函数对应关系式，包括：
获取子电路的N组输入参数，N为大于2的整数；
分别基于N组输入参数中的各组输入参数对子电路进行仿真，得到N个仿真波形；
分别对N个仿真波形进行采样，得到N个波形参数；
基于N组输入参数和N个波形参数得到函数对应关系式。
本实施例旨在提供一种生成与子电路对应的函数对应关系式的具体实施方式，具体地，根据子电路的N组输入参数生成对应的N个仿真波形，然后对N个仿真波形分别进行采样，得到对应的N个波形参数，然后基于N个波形参数和N组输入参数生成对应的函数对应关系式。
其中，本申请中的输入参数的数量可以设计为与子电路的节点数和支路数呈正相关，例如，在子电路有a个节点和b个支路时，可以将输入参数的数量N设计为a*b的A倍，其中，A的数值越大，对应的仿真精度越高。
此外，每组输入参数可以对应包括同时输入到子电路中的多种类型的输入参数，例如包括电压、电流或频率等，本申请在此不做特别的限定。
需要说明的是，作为一种可选的实施例，在子电路的仿真波形为方波时，对应的波形参数可以但不限于包括当前方波的幅值、周期和占空比，此时采样得到的波形参数个数具体可以为3N个，对应的，得到的3N个波形参数分别为N个幅值参数、N个周期参数和N个占空比参数。在子电路的仿真波形为正弦波时，对应的波形参数为当前正弦波的幅值、参数和初相位角，此时采样得到的波形参数个数也具体可以为3N个，对应的，得到的3N个波形参数分别为N个幅值参数、N个周期参数和N个初相位角参数。在子电路的仿真波形为三角波时，对应的波形参数为当前三角波的幅值、参数和占空比，此时采样得到的波形参数个数也具体可以为3N个，对应的，得到的3N个波形参数分别为N个幅值参数、N个周期参数和N个占空比参数。
还需要说明的是，本实施例中，普通方波和周期性脉冲均属于此处的方波，普通正弦波和馒头波均属于此处的正弦波，以及普通三角波和锯齿波均属于此处的三角波。
以方波为例，在得到N个幅值参数、N个周期参数和N个占空比参数之后，将N个幅值参数和N个输入参数一一对应保存，将N个周期参数和N个输入参数一一对应保存，将N个占空比参数与N个输入参数一一对应保存。然后分别基于N个幅值参数/N个周期参数/N个占空比参数和N个输入参数生成对应的幅值函数对应关系式/周期函数对应关系式/占空比函数对应关系式。
综上，本实施例中的方式可以实现和函数对应关系式的生成，且实现方式简单可靠。
作为一种可选的实施例，基于N组输入参数和N个波形参数得到函数对应关系式，包括：
以输入参数为自变量，以波形参数为因变量进行线性回归计算，以得到子电路对应的线性回归表达式，并作为函数对应关系式。
本实施例旨在提供一种基于N组输入参数和N个波形参数得到函数对应关系式的具体实现方式。
具体地，以输入参数为自变量，以波形参数为因变量进行线性回归运算，以得到对应的线性回归表达式，作为函数对应关系式。
具体地，仍以方波为例，方波对应的波形参数包括幅值参数、周期参数和占空比参数；
1)假设同时输入到子电路中的输入参数的个数为Z个，则确定自变量的个数为Z，此时，幅值参数，也即因变量Y的公式可以表示为：
Y＝A 0+A 1X 1+A 2X 2+……+A z X z+e；
其中，e为误差值，A 0，A 1，A 2，……，A z为待估测的回归系数。
2)假设因变量Y和自变量X 1，X 2，……，X z的N组(N＝A*a*b)观测值(x i1，x i2，……，x iz，y i)，i＝1，2，……，N，它们满足：y i＝A 0+A 1x i1+A 2x i2+……+A z x iz+e i，同时，假定e i满足Gauss-马尔可夫假设，即误差值的期望值为零，误差值的协方差为零，对不同自变量，误差值的方差相等，且误差值是正态分布的；
3)为了消除单位和取值范围的差异，便于对回归系数估计值进行统计分析，对自变量X的原始数据进行标准化；
4)寻找一组回归系数的最小二乘估计量，使得回归模型的残差平方和最小；
5)计算得到回归系数的最小二乘估计量的方差和标准差；
6)计算得到回归系数的估计量，回归系数的方差与标准差，以及回归系数的置信区间，从而得到初始线性回归模型；
7)对初始线性回归模型进行回归系数显著性检验、回归方程线性关系的显著性检验以及模型结构稳定性检验，得到最终的线性回归模型，也即是线性回归表达式。
可见，上述使用回归运算的方式得到的线性回归表达式，可以作为子电路对应的函数对应关系式，且计算方式简单可靠。
作为一种可选的实施例，以输入参数为自变量，以波形参数为因变量进行线性回归计算，以得到子电路对应的线性回归表达式之后，还包括：
判断线性回归表达式是否存在过拟合或欠拟合；
若是，则以输入参数为自变量，以波形参数为因变量进行非线性回归计算，以得到子电路对应的非线性回归表达式，并作为函数对应关系式；
对仿真波形是周期波形的子电路对应的函数对应关系式进行计算，包括：
对仿真波形是周期波形的子电路对应的线性回归表达式或非线性回归表达式进行计算。
为了防止线性回归表达式出现过拟合或者欠拟合，导致的模拟仿真结果不准确，需要对回归模型进行二次检验，以判定子电路对应的线性回归表达式是否存在过拟合或欠拟合。
仍以波形参数为方波的幅值参数为例，具体判断是否存在过拟合或欠拟合的方式为：选取K组输入参数(其中，K组输入参数为K组未作为取值点的输入参数，即K组输入参数的参数值与N和M组输入参数的参数值均不等)，并将该K组输入参数分别输入到最终的线性回归参数和电路仿真器中，分别通过计算和仿真得到两个输出结果，将两个输出结果进行作差，若大于K/2次的差值在阈值范围内，判定此线性回归表达式符合要求，没有出现过拟合或欠拟合，可以将线性回归表达式作为幅值参数的函数对应关系式，并对其进行存储，可以存储在电路仿真器(EDA软件中的一部分)中。若大于K/2次的差值在阈值范围外，则判定此线性回归表达式出现过拟合或欠拟合，不符合要求。
在线性回归表达式出现过拟合或欠拟合时，以输入参数为自变量，以波形参数为因变量进行非线性回归计算，以得到所述子电路对应的非线性回归表达式具体如下：
1)对因变量和自变量进行变换，使变换后的两个变量之间呈直线关系，然后以最小二乘法来拟合变换后的自变量和因变量之间的直线方程，再将所得直线方程中的变量还原，得到相应的曲线方程，即得到模型中回归系数的初始值；
如若无法直接将曲线进行直线化，则先选择一个或两个变化范围小的回归系数，设置循环变量使其按一定步长在较小的可能值域内变动，在每次循环中这些回归系数都将有具体的值，对曲线模型进行变量变换后，进行直线回归分析，再将所得直线方程中的变量还原，得到相应的曲线方程，即得到模型中回归系数的初始值；
2)在回归系数取值域内找到一组取值，使模型拟合实际数据的残差平方和值最小，得到回归系数的估计量，从而得到相应的非线性回归模型，也即非线性回归表达式；
3)将非线性回归表达式作为幅值参数的函数对应关系式存储在电路仿真器中，与子电路对应。可见，本实施例在线性回归表达式出现过拟合或欠拟合时，可以计算出对应的非线性回归表达式，提高对大规模集成电路进行仿真时的可靠性。
之后，分别以与周期参数和占空比参数对应的各输入参数的输入值为自变量，以周期参数和占空比参数为因变量，进行线性/非线性回归运算，拟合得到周期参数的函数对应关系和占空比参数的函数对应关系，并分别存储在电路仿真器中，与子电路对应。
作为一种可选的实施例，获取子电路的N组输入参数，包括：
获取子电路的输入参数的上限值和下限值；
在上限值和下限值之间进行N-2次取值，得到N-2组输入参数；
将N-2组输入参数、上限值及下限值作为获取的N组输入参数。
本实施例旨在提供一种获取子电路的N组输入参数的具体实施方式，具体地，根据子电路的输入参数的上限值和下限值，在上限值和下限值之间进行取值，并将取值后的输入参数及上限值和下限值作为N组输入参数。
需要说明的是，本实施例中的上限值和下限值可以是子电路的安全输入范围等，以保证子电路工作的安全性和可靠性。
可见，本实施例中通过在上限值和下限值之间进行取值的方式可以获取到N组输入参数。其中，在上限值和下限值之间取值时，可以取值分布均匀一些，使得到的波形的参考价 值较大。
作为一种可选的实施例，对N个仿真波形进行采样，得到N组波形参数之后，还包括：
计算第i变化率，第i变化率＝(第i+1波形参数-第i波形参数)/(第i+1输入参数-第i输入参数)，i为不小于1且小于N的整数；
判断第i+1变化率与第i变化率之间的差值是否大于差值阈值；
若是，则记录差值大于差值阈值对应的第i变化率对应的第i输入参数区间及第i+1变化率对应的第i+1输入参数区间；
在第i输入参数区间及第i+1输入参数区间内再次进行取值，得到M组输入参数；
分别基于N组输入参数中的各组输入参数对子电路进行仿真，得到N个仿真波形，包括：
分别基于M+N组输入参数中的各组输入参数对子电路进行仿真，得到M+N个仿真波形；
分别对N个仿真波形进行采样，得到N个波形参数，包括：
分别对M+N个仿真波形进行采样，得到M+N个波形参数；
基于N组输入参数和N个波形参数得到函数对应关系式，包括：
基于M+N组输入参数和M+N个波形参数得到函数对应关系式。
考虑到通过第一次取值方式获取到的N组输入参数以得到N个波形参数时，可能会存在某两个输入参数之间对应的两个波形参数变化明显，此时对应的这两个输入参数之间对应的波形参数是如何变化的，是未知的，因此为提高得到的波形参数的准确性，本实施例对N组输入参数进行第二次取值，以得到M组输入参数，也即，此时一共有M+N组输入参数。
第二次取值的具体方式为：计算(第i+1波形参数-第i波形参数)/(第i+1输入参数-第i输入参数)，将其作为第i变化率，并比较低i+1的差值变化率与第i变化率之间的差值是否大于差值阈值，若大于，则表示相邻两个输入参数对应的波形参数的变化是非直线的，也即，这两个输入参数之间对应的波形参数的变化趋势是未知的，此时记录下对应的第i输入参数区间和第i+1输入参数区间，并对其进行再次取值。
以方波为例，在波形参数包括幅值参数、周期参数和占空比参数时。请参照图2，图2为本申请提供的一种输入参数与幅值参数对应的示意图。
作为一种可选的实施例，计算第i变化率，包括：
以输入参数为横轴，以波形参数为纵轴构建坐标系；
在坐标系中标出与N组输入参数和N个波形参数一一对应的N个坐标点；
将N个坐标点依次用折线连接；
计算第i+1坐标点和第i坐标点之间连接的折线的斜率，并作为第i变化率。
具体的，如图2所示，横轴为各输入参数，纵轴为对应的各幅值参数，1-5为对应的前五个坐标点，5个坐标点两两之间构成4条折线(为方便描述，记折线21表示2号点与1号点之间构成的折线)，计算折线21与X轴之间的夹角21，从而计算出第一斜率，计算折线32与X轴之间的夹角32，从而计算出第二斜率，计算第一斜率与第二斜率的差值，也可以是直接对夹角32和夹角21做差，可见，两者差值很小，说明幅值参数变化是直线的，规律的；计算折线43与X轴之间的夹角43，对应第三斜率，计算第二斜率与第三斜率的差值，也可以是直接对夹角43和夹角32做差，两者差值大于阈值，说明幅值变化是非直线的，不规律的，记录折线32和折线43所对应的两个幅值参数区间；计算折线54与X轴之间的夹角54， 对应第四斜率，计算第四斜率和第三斜率的差值，也可以是直接对夹角54和夹角43做差，两者差值大于阈值，说明幅值变化是非直线的，不规律的，记录折线43和折线54所对应的两个幅值参数区间，全部做差结束后，保存所有已记录的幅值参数区间32、43、54(重复记录的幅值参数区间43只保存一次)，由已保存的幅值参数区间对应得到各输入参数值区间；此后，对记录的输入参数区间进行第二次取值。
其中，作为一种可选的实施例，在第i输入参数区间及第i+1输入参数区间内再次进行取值时，再次取值的数量与第i+1变化率与第i变化率之间的差值呈正相关。
具体地，进行再次取值时，可以遵循差值与再次取值数呈正相关的原则。也即，差值越大，再次取值的个数越多，也即是将此输入参数区间内的输入参数划分的越细致。具体地，在图2中，可也是对区间21进行更少的取值，对区间32、43、54进行更多的取值。
此外，本申请中的差值阈值可以调节，可以通过控制差值阈值的大小来控制采样精度和运算速度，若发现运算量较大，可适当增大差值阈值；也即是，差值阈值越小，精度越大，对应的运算量越大，具体差值阈值的取值根据实际情况而定，本申请在此不做特别的限定。
分别针对周期参数和占空比参数进行相同的第二次取值处理，得到与周期参数和占空比参数对应的各输入参数的输入值。
此时，本实施例中对所有差值大于差值阈值对应的输入参数区间进行再次取值后得到的M组输入参数和第一次取值时的N组输入参数均作为相对应的输入参数，然后基于两次取值后的M+N组输入参数得到M+N个仿真波形，及采样得到M+M个波形参数，并基于M+N组输入参数和M+N个波形参数生成函数对应关系式。
综上，通过本实施例中将输入参数进行第二次取值的方式，可以提高生成的函数对应关系的准确性，进而使对大规模集成电路进行模拟仿真的结果更加接近直接进行仿真的结果。
请参照图3，图3为本申请提供的一种集成电路快速仿真装置的结构框图，该装置包括：
存储器31，用于存储计算机程序；
处理器32，用于在执行计算机程序时，实现上述的集成电路快速仿真方法的步骤。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种集成电路快速仿真装置，对于集成电路快速仿真装置的描述请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
本申请实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由电子设备执行时使得电子设备实现上述的集成电路快速仿真方法。
图4是本申请实施例提供的执行集成电路快速仿真方法的电子设备的硬件结构示意图，如图4所示，该设备包括：一个或多个处理器410以及存储器420，图4中以一个处理器410为例；执行集成电路快速仿真方法的设备还可以包括：输入装置430和输出装置440。
处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器420作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的集成电路快速仿真方法对应的程序指令/模块。处理器410通过运行存储在存储器420中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的集成电路快速仿真方法。
存储器420可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至 少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据集成电路快速仿真装置的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器420可选包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至集成电路快速仿真装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可接收输入的数字或字符信息，以及产生与集成电路快速仿真装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器420中，当被所述一个或者多个处理器410执行时，执行上述任意方法实施例中的集成电路快速仿真方法。
上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。
本申请实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:
(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。
(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
(4)服务器:提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
(5)其他具有数据交互功能的电子装置。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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，在其他实施例中实现。因此，本申请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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

  1. 一种集成电路快速仿真方法，其特征在于，包括：
    将大规模集成电路分为多个子电路，并对每个所述子电路进行仿真；
    在所述子电路的仿真波形与期望波形相同时，判断所述子电路的仿真波形是否为周期波形；
    若是，则基于所述子电路生成对应的函数对应关系式；其中，基于子电路的同一输入参数，对所述子电路进行仿真得到的仿真波形与基于对应的所述函数对应关系式计算出的输出波形相同；
    基于所述大规模集成电路的输入参数，对所述仿真波形不是周期波形的子电路直接进行仿真，及对所述仿真波形是周期波形的子电路对应的函数对应关系式进行计算，以实现对所述大规模集成电路的仿真。
  2. 如权利要求1所述的集成电路快速仿真方法，其特征在于，基于所述子电路生成对应的函数对应关系式，包括：
    获取所述子电路的N组输入参数，N为大于2的整数；
    分别基于N组所述输入参数中的各组所述输入参数对所述子电路进行仿真，得到N个仿真波形；
    分别对N个所述仿真波形进行采样，得到N个波形参数；
    基于N组所述输入参数和N个所述波形参数得到所述函数对应关系式。
  3. 如权利要求2所述的集成电路快速仿真方法，其特征在于，基于N组所述输入参数和N个所述波形参数得到所述函数对应关系式，包括：
    以所述输入参数为自变量，以所述波形参数为因变量进行线性回归计算，以得到所述子电路对应的线性回归表达式，并作为所述函数对应关系式。
  4. 如权利要求3所述的集成电路快速仿真方法，其特征在于，以所述输入参数为自变量，以所述波形参数为因变量进行线性回归计算，以得到所述子电路对应的线性回归表达式之后，还包括：
    判断所述线性回归表达式是否存在过拟合或欠拟合；
    若是，则以所述输入参数为自变量，以所述波形参数为因变量进行非线性回归计算，以得到所述子电路对应的非线性回归表达式，并作为所述函数对应关系式；
    对所述仿真波形是周期波形的子电路对应的函数对应关系式进行计算，包括：
    对所述仿真波形是周期波形的子电路对应的所述线性回归表达式或所述非线性回归表达式进行计算。
  5. 如权利要求2所述的集成电路快速仿真方法，其特征在于，获取所述子电路的N组输入参数，包括：
    获取所述子电路的输入参数的上限值和下限值；
    在所述上限值和所述下限值之间进行N-2次取值，得到N-2组所述输入参数；
    将N-2组所述输入参数、所述上限值及所述下限值作为获取的N组所述输入参数。
  6. 如权利要求2-5任一项所述的集成电路快速仿真方法，其特征在于，对N个所述仿真波形进行采样，得到N个波形参数之后，还包括：
    计算第i变化率，所述第i变化率＝(第i+1波形参数-第i波形参数)/(第i+1输入参数 -第i输入参数)，i为不小于1且小于N的整数；
    判断第i+1变化率与所述第i变化率之间的差值是否大于差值阈值；
    若是，则记录所述差值大于所述差值阈值对应的所述第i变化率对应的第i输入参数区间及所述第i+1变化率对应的第i+1输入参数区间；
    在所述第i输入参数区间及所述第i+1输入参数区间内再次进行取值，得到M组所述输入参数；
    分别基于N组所述输入参数中的各组所述输入参数对所述子电路进行仿真，得到N个仿真波形，包括：
    分别基于M+N组所述输入参数中的各组所述输入参数对所述子电路进行仿真，得到M+N个所述仿真波形；
    分别对N个所述仿真波形进行采样，得到N个波形参数，包括：
    分别对M+N个所述仿真波形进行采样，得到M+N个所述波形参数；
    基于N组所述输入参数和N个所述波形参数得到所述函数对应关系式，包括：
    基于M+N组所述输入参数和M+N个所述波形参数得到所述函数对应关系式。
  7. 如权利要求6所述的集成电路快速仿真方法，其特征在于，在所述第i输入参数区间及所述第i+1输入参数区间内再次取值时，再次取值的数量与所述第i+1变化率与所述第i变化率之间的差值呈正相关。
  8. 如权利要求6所述的集成电路快速仿真方法，其特征在于，计算第i变化率，包括：
    以所述输入参数为横轴，以所述波形参数为纵轴构建坐标系；
    在所述坐标系中标出与N组所述输入参数和N个所述波形参数一一对应的N个坐标点；
    将N个所述坐标点依次用折线连接；
    计算第i+1坐标点和第i坐标点之间连接的折线的斜率，并作为所述第i变化率。
  9. 如权利要求2所述的集成电路快速仿真方法，其特征在于，所述仿真波形为周期性的方波或周期性的三角波时，所述波形参数包括所述方波或所述三角波的幅值、周期及占空比，所述仿真波形为正弦波时，所述波形参数包括所述正弦波的幅值、周期及初相位角。
  10. 一种集成电路快速仿真装置，其特征在于，包括：
    存储器，用于存储计算机程序；
    处理器，用于在执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-9任一项所述的集成电路快速仿真方法。
  11. 一种非易失性计算机存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由电子设备执行时使得电子设备实现如权利要求1-9任一项所述的集成电路快速仿真方法。
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