深亞微米集成電路互連RC網(wǎng)絡(luò)約簡算法分析.pdf

1、隨著半導(dǎo)體工藝特征尺寸的迅速減小，電路的性能越來越多地取決于互連線而不是器件?；ミB寄生延遲將大大超過器件延遲而成為制約系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的關(guān)鍵因素。就是說，大部分時(shí)鐘周期將被消耗在數(shù)據(jù)傳輸過程當(dāng)中，而不是像過去那樣，是消耗在數(shù)據(jù)的運(yùn)算和生成過程中。全局互連線的寄生效應(yīng)仍將是制約電路性能的瓶頸。不斷提高互連質(zhì)量，準(zhǔn)確快速分析互連寄生效應(yīng)將始終是一個具有挑戰(zhàn)性的重要課題。由于寄生參數(shù)對電路性能的影響十分重要，設(shè)計(jì)人員一般把寄生參數(shù)的分析分作兩個階

2、段：寄生參數(shù)提取和寄生參數(shù)分析。寄生參數(shù)提取是指將版圖中的互連線經(jīng)過抽象形成寄生的電阻和電容器件，而寄生參數(shù)分析是指針對提取的RC電路進(jìn)行模擬和運(yùn)算，分析這些RC對電路的影響。經(jīng)過寄生參數(shù)提取形成的電路網(wǎng)表在規(guī)模上遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沒有經(jīng)過寄生參數(shù)提取的網(wǎng)表，這對后續(xù)的RC分析效率帶來了極大困難。寄生參數(shù)提取之后網(wǎng)表規(guī)模急劇增長的主要原因是：版圖中的互連線長度較長，并且通過通孔連接到不同的布線層上，在參數(shù)提取時(shí)，對這類互連線要切割為許多小的線段形

3、成多個寄生電阻，此外，由于耦合寄生電容的存在，寄生電容個數(shù)也很大。為了提高后續(xù)RC分析的效率，在寄生參數(shù)提取和寄生參數(shù)分析兩個階段之間往往需要加入一個RC約簡的步驟。它的基本出發(fā)點(diǎn)是：在保持電路近似等價(jià)的前提下，通過一定的等價(jià)變換，大大減小寄生參數(shù)網(wǎng)表的規(guī)模。一般來說，RC約簡后的網(wǎng)表規(guī)模會比約簡前減少一個數(shù)量級以上。本文針對互連RC約簡的技術(shù)難點(diǎn)，對經(jīng)典的RC網(wǎng)絡(luò)約簡算法PACT算法改進(jìn)計(jì)算環(huán)節(jié)提出了若干解決方法，明顯提高了計(jì)算的精度

4、與速度。采用了RCM預(yù)處理技術(shù)來對矩陣的變量重新編號，對經(jīng)過RCM預(yù)處理的矩陣進(jìn)行Cholesky分解，其分解結(jié)果的非零元素比不經(jīng)過預(yù)處理分解的非零元素減少20％以上，大大提高了程序效率。提出一種十分簡便的Lanczos計(jì)算方法，有效地解決稠密矩陣特征值分解的問題。采用了特殊的Lanczos初始向量設(shè)置方法，保證了惡性中斷不會發(fā)生?？朔私?jīng)典PACT算法的局限性，使之可以適用于實(shí)際應(yīng)用的各種電路的網(wǎng)絡(luò)約簡，如純電阻網(wǎng)絡(luò)，純電容網(wǎng)絡(luò)，沒有