【技术实现步骤摘要】
一种基于场路耦合的集成电路全波IBIS模型提取方法及装置
本专利技术涉及集成电路全波IBIS模型提取
，尤其涉及一种基于场路耦合的集成电路全波IBIS模型提取方法及装置。
技术介绍
IBIS（Input/OutputBufferInformationSpecification）模型，是一种基于电压/电流（V/I）曲线的对输入/输出（I/O：Input/Output）BUFFER快速准确建模的方法，是反映芯片驱动和接收电气特性的一种国际标准，提供一种标准的文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应的计算与仿真。IBIS能够用来描述IC器件的输入、输出和I/OBuffer的行为特性，用来模拟Buffer和板上电路系统的相互作用。SPICE（Simulationprogramwithintegratedcircuitemphasis）是最为普遍的电路级模拟程序，各软件厂家提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本spice软件，其仿真核心大同小异，都是采用了由美国加州Berkeley大学开发的spice模拟算法。SPICE模型是从电路基本元器件（如晶体管、电阻、电容等）出发，以元器件的工作原理为基础，基于元器件的模型参数和模式方程进行建模，能够用数学预测不同情况下元件的电气行为。针对IC封装，根据用户需求提取封装设计中全部网络或部分网络的模型，生成标准的IBIS格式的封装模型。其中，全部网络是指整个封装的网络，即封装所有管脚形成的网络；...
【技术保护点】
1.一种基于场路耦合的集成电路全波IBIS模型提取方法，其特征在于，包括：/nS1：获取集成电路无源部分的多层集成电路版图信息，设置IBIS模型提取的相关参数和仿真参数；/nS2：将多层集成电路的三维模型简化为多层集成电路的二维模型，根据多层集成电路版图信息，对多层集成电路版图的多边形进行对齐和简化处理；对直流电场模型，直接对简化后的多层集成电路版图的多边形进行自适应网格细分，对交变电磁场模型，根据多层集成电路版图多边形的对齐和简化，对多层集成电路版图的金属层-介质形成的平行平板场域进行识别并对识别出的平行平板场域进行自适应网格细分；根据多层集成电路版图在直流电场模型下对多边形进行的自适应网格细分，以及在交变电磁场模型下对平行平板场域进行的自适应网格细分，对二维模型采用有限元法建立场域求解方程组，形成集成电路场域求解方程组的总体稀疏矩阵；/nS3：判断待提取的IBIS模型是否为有源模型，若是，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S5；/nS4：根据IBIS模型提取的相关参数和仿真参数，获取集成电路有源器件的SPICE模型，将该SPICE模型作为所述集成电路的外部电路，对所述集成电路的外部电...
【技术特征摘要】
1.一种基于场路耦合的集成电路全波IBIS模型提取方法，其特征在于，包括：
S1：获取集成电路无源部分的多层集成电路版图信息，设置IBIS模型提取的相关参数和仿真参数；
S2：将多层集成电路的三维模型简化为多层集成电路的二维模型，根据多层集成电路版图信息，对多层集成电路版图的多边形进行对齐和简化处理；对直流电场模型，直接对简化后的多层集成电路版图的多边形进行自适应网格细分，对交变电磁场模型，根据多层集成电路版图多边形的对齐和简化，对多层集成电路版图的金属层-介质形成的平行平板场域进行识别并对识别出的平行平板场域进行自适应网格细分；根据多层集成电路版图在直流电场模型下对多边形进行的自适应网格细分，以及在交变电磁场模型下对平行平板场域进行的自适应网格细分，对二维模型采用有限元法建立场域求解方程组，形成集成电路场域求解方程组的总体稀疏矩阵；
S3：判断待提取的IBIS模型是否为有源模型，若是，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S5；
S4：根据IBIS模型提取的相关参数和仿真参数，获取集成电路有源器件的SPICE模型，将该SPICE模型作为所述集成电路的外部电路，对所述集成电路的外部电路，利用节点分析法建立外部电路方程组；基于集成电路有源部分与无源部分多层集成电路版图耦合的耦合节点，将所述场域求解方程组与所述外部电路方程组合并，建立场路耦合的统一求解方程组；基于预先设置的IBIS模型端口，计算多端口的电压/电流特性曲线，形成多端口有源集成电路模型的IBIS模型，然后执行步骤S6；
S5：基于所述集成电路场域求解方程组的总体稀疏矩阵和预先设置的IBIS模型端口，计算多端口的电压/电流特性曲线，形成多端口无源集成电路模型的IBIS模型；
S6：计算结果输出和图形化显示。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IBIS模型提取的相关参数包括封装类型、端口网络和频率范围，所述封装类型包括双列直插式封装、阵列引脚封装、触点阵列封装、球栅陈列封装、倒焊芯片封装和多芯片组件封装；所述仿真参数包括叠层、焊球、介质层参数和输出控制参数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多层集成电路版图信息，对多层集成电路版图的多边形进行对齐和简化处理，包括：
获取多层集成电路版图包含多个顶点的多个多边形；
将各层的多个多边形垂直投影到同一层，根据Delaunay三角剖分算法形成以多边形顶点为网格节点的Delaunay三角形网格，其中，所述多个多边形的各个边包含预先设定的多边形编号信息；
根据边交换法将所述Delaunay三角形网格对齐到所述多个多边形的各个边，同时计算所述多个多边形边的交点并将所述交点新增为所述多边形的顶点和所述Delaunay三角形网格的节点，形成第一三角形网格；
基于所述第一三角形网格，在每个多边形P的内外分别形成夹住所述多边形P的内辅助多边形P0与外辅助多边形P9，并通过设定的距离阈值控制该内、外辅助多边形与多边形P的距离；
对落在所述内、外辅助多边形之间的各层多边形的边进行对齐和简化处理，并根据各个所述多边形的边所包含的多边形编号信息将所述投影到同一层的多层多边形还原到各层中。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多层集成电路版图多边形的对齐和简化，对多层集成电路版图的金属层-介质形成的平行平板场域进行识别并对识别出的平行平板场域进行自适应网格细分，包括：
获取多层集成电路版图包含多个顶点的多个多边形；
将各层的多个多边形垂直投影到同一层，根据Delaunay三角剖分算法形成以多边形顶点为网格节点的Delaunay三角形网格，其中，所述多边形的各个边包含预先设定的所在多边形的多边形信息和所在层的层信息；所述多边形信息包括多边形编号信息和多边形顶点编号信息；
合并所述投影后重合的多个多边形边的所述多边形信息和层信息；
根据边交换法将所述Delaunay三角形网格对齐到所述多个多边形各个边，同时计算所述多个多边形边的交点并将所述交点新增为所述多边形的顶点和所述Delaunay三角形网格的节点，形成第二三角形网格，其中，所述边交换法将符合条件的多边形的边排序形成集合，按所述排序取出所述多边形的边，对其进行所述交换后，若所述集合为空集，则结束所述交换；
基于所述第二三角形网格，将各个多边形边的层信息基于布尔运算叠加到所述各个多边形内的所有三角形中；
根据所述三角形和所述多边形边的层信息，通过平行平板场域识别法识别并收集各个平行平板场域包含的三角形和多边形边；
根据计算精度要求和不同平行平板场域的公共边，对所述各个平行平板场域内的三角形进行自适应网格细分处理。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对二维模型采用有限元法建立场域求解方程组，形成集成电路场域求解方程组的总体稀疏矩阵，包括：
对于直流电场模型，所述多层集成电路的三维模型是指直流电场模型中电导率、电位u的分布均为三维空间坐标(x,y,z)的函数，即：，，该三维模型的函数满足以下方程（1）：
方程（1），
及边界条件（2）：
边界条件（2），
式中为第一类边界，n为第二类边界的法向，表示电位u在第一类边界上的值，用表示，为外部电路的体电流密度；
多层超大规模集成电路中实际PCB板或芯片封装的板尺寸远大于金属层的厚度，将多层集成电路的三维直流场问题简化为二维直流场问题；
所述对二维模型采用有限元法建立的场域求解方程组为方程组（3）：
方程组（3），
式中，所述I(u)为泛函，t为金属层的厚度，为网格单元e的电导率，为网格单元e的电位，为网格单元e的面积，为表面电流密度，表示网格单元e的边；
对于交变电磁场模型，所述多层集成电路的三维模型是指多层超大规模集成电路频域仿真中电磁响应特征的三维模型中介电常数、磁导率、电场强度E、磁场强度H的分布均为三维空间坐标(x,y,z)的函数，即：，，，，该三维模型的函数满足以下方程：
方程（4），
式中J...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐章宏，邹军，黄承清，汲亚飞，王芬，
申请(专利权)人：北京智芯仿真科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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