[实用新型]一种用于仿真集成电路设计的系统

说明书

技术领域

本实用新型与复杂、大型的集成电路设计有关，尤其涉及一种用于仿真集成电路设计的系统。

背景技术

现今的集成电路(IC)设计由于其额外所需功能而逐渐变得复杂；此外，越来越小的技术节点(例如：低至45nm以下)所需要的设计修改在100nm处是不必要的。因为这些原因，需要对集成电路进行准确的仿真，以确保适当的电路性能。

线性网络减缩(LNR)提供了简化的模型来趋近电路行为，其可在仿真期间使用。的确，如果没有LNR，一般集成电路设计的目标矩阵如此庞大以至于后仿真电路进行集成电路(DC)分析(其决定电路的运作点，例如定义电路中动态组件的起始条件(time＝0)与TR分析(其使用一瞬变/时域，开始于time＝0并经过复数次循环))时极为缓慢。但是，LNR在目前技术节点(如在45nm)上有明显的问题。如下所述，这些问题会产生明显的不准确性，甚至是不稳定性。

可利用由节点与边缘所构成的图表来表示电路，其中边缘是组件的有效模型，而节点连接了这些边缘。图1A说明了一种简单的三节点电路图，其具有节点A、B与C、以及边缘R_AB、R_BC与R_AC。图1B说明了一种等效的四节点电路图，其可利用Δ-Y(delta-wye)转换而生成，其中该四节点电路包括节点A、B、C、D以及边缘R_AD、R_CD与R_BD。

特别是，可将克西荷夫定律(Kirchoff laws)应用到节点/边缘图。例如，克西荷夫的电流定律(KCL)证明流出及流入任何电路节点的电流的代数和为零，因此，参照图1A与图1B，流入节点B的电流与流出节点B的电流相等；KCL因此也称为节点等式。另一方面，克西荷夫的电压定律(KVL)证明了沿着任何封闭电路的电位差异(即电压)的方向和必为零，因此，由图1A中节点A、B、C所形成的回路的电压和等于零；KVL因此也称为回路等式。仿真是尝试在每一个时钟周期对KCL及KVL两等式求解。

SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)在一运作点处有效建置了一种线性模型，并接着建构了一矩阵等式，例如Ax＝b(其中A为表示图表的入射矩阵，x代表节点电压、支路电压及支路电流的未知数，而b为理想来源所建置的一已知向量行，如图2所示)。矩阵A可包括KCL(线性)等式、KVL(线性)等式、以及I-V(电流-电压)(非线性)等式。注意改进节点分析法(Modified Nodal Analysis，MNA)可用于取代图2中所示的矩阵等式。此MNA方法已在例如Chung-Wen Ho等人所著的“TheModified Nodal Analysis to Network Analysis”(IEEE Transactions On CircuitsAnd System，VOL.CAS-22，No.6，June 1875)中进行说明。特别是，MNA方式也包括矩阵等式，其具有与图2中所示相同的缺点。电路仿真领域中的技术人士了解各种矩阵等式，因此不在此多作说明。出于简要性的原因，图2所示的矩阵等式仅用于解释之用。

一般而言，线性等式高于第一阶的微分等于零，而非线性等式具有的高于第一阶的非零微分，如泰勒展开式(Taylor series)所示，其说明如下以供参考，且为仿真领域中技术人士所熟知。

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