[发明专利]一种寄生参数提取工具专用的版图数据格式

说明书

技术领域

一种寄生参数提取工具专用的版图数据库格式属于集成电路计算机辅助设计(IC-CAD)中的芯片内互连线寄生参数提取技术领域。

背景技术

集成电路中广泛存在宽度仅为深亚微米量级且多层分布的金属互连线，这些互连线已不能近似为一种等电势连接，而需要考虑在电路正常工作情况下它们之间的电磁耦合寄生效应(parasitic effect)。并且，与晶体管等设备不同，金属线互连线间的这种寄生效应随着集成电路特征尺寸的缩小和工作频率的增大而日益显著。

当前成熟的制造工艺已经达到90nm以下，电路工作频率越来越高，电路中互连线的高宽比的增长和线间距的不断减小，互连线的寄生电磁场效应已成为影响诸如时延、功耗、电源完整性和信号完整性等电路性能的主要因素。因此，在集成电路的设计流程中，必须考虑互连线寄生效应对电路的影响。

一个典型的集成电路设计流程中，在版图设计和电路模拟之间有一个被称为“寄生参数提取(parasiticextraction)”的步骤。该步骤的任务就是用寄生参数提取工具提取出布线后线网的等效电路元件模型(电阻，电容和电感等寄生参数)，然后将他们反标回电路。从而进一步对带寄生参数的电路进行精确的仿真或可靠性分析，使设计者提高芯片性能和投片良品率。

使用普通版图数据库(如GDS文件)作为输入时，寄生参数提取工具工作的基本流程是：首先从普通版图数据库提取出同一线网在不同导体层图形间的连接关系信息和器件的信息(包括属性，模型名，管脚位置等)；然后从版图数据库中读出所需的线网图形的几何信息，结合制造工艺信息输入到寄生参数提取引擎；寄生参数提取引擎提取寄生参数；寄生参数反标到电路网表中。

寄生参数提取工具使用普通版图数据库存在以下问题：

普通版图数据库中直接存储形体的坐标值，没有将坐标值进行合理的压缩存储。由于在版图数据库中几何坐标的数据量很大，占用的数据库空间较多。寄生参数提取工具从普通版图数据库中读取形体几何信息的时间较长。

当用户选择性的提取几根线网的寄生参数时，仅需要获取少数几根线网的形体的几何信息。普通版图数据库中同一个线网的各形体在外存中未建立索引结构。寄生参数提取工具为从中获取少数线网的形体几何信息仍需要遍历整个数据库来查找。数据查找的效率很低。

普通版图数据库中同一个线网的各形体在外存中存储在非连续的区域，寄生参数提取工具读入一个线网的所有形体需要在外存的不同地址进行多次I/O操作，数据读入的速度较慢。

寄生参数提取工具提取线网等效电路元件模型的功能，要求输入数据中必须包含版图中同一线网分布在不同导体层的图形间连接关系信息和各图形的几何坐标。普通版图数据库中仅存储各图形的坐标，没有存储不同导体层图形间连接关系信息的数据结构，上述信息没有被普通版图数据库保存到计算机外存。为获取输入数据，寄生参数提取工具必须实时调用线网连接关系提取程序分析版图，组织出上述信息。很多情况下，上述信息是可以重复利用的信息，寄生参数提取工具没有必要在每次运行时调用程序组织上述信息。

寄生参数提取工具反标线网等效电路元件模型到电路的功能，要求输入数据中必须包括器件属性，器件模型，器件管脚位置等信息。普通版图数据库中仅存储器件的形体几何坐标，没有存储上述器件相关的信息的数据结构，上述信息没有被普通版图数据库保存到计算机外存。为获取输入数据，寄生参数提取工具必须实时调用器件识别程序分析版图，组织出上述信息。很多情况下，上述信息是可以重复利用的信息，寄生参数提取工具没有必要在每次运行时调用程序组织上述信息。

普通版图数据库中存储着器件的形体信息，是器件识别程序提取版图器件信息的原始输入数据，但对于寄生参数提取引擎则是冗余输入信息。

由此可见，使用普通版图数据库进行寄生参数提取时，寄生参数提取工具需要花费较多的时间查找，读入和组织输入数据，降低了寄生参数提取工具整体的运行效率。

发明内容

鉴于上述寄生参数提取工具使用普通版图数据库时存在的问题，本发明的目标是最大限度的提高寄生参数提取工具查找，读入和组织输入数据的能力，从整体上提高寄生参数提取工具的运行效率。

为了达到本发明的上述目标，本发明提供了一种寄生参数提取工具专用的版图数据库格式——ZPD格式数据库。上述专用版图数据库建立快速的多边形数据索引以集总线网分散在各层的形体，定义保存线网连接关系和器件信息的元数据类型以减少不必要的数据重组，压缩版图坐标数据的存储空间、在连续空间存储相关元数据和去除冗余信息以提高读入数据的速度。