一种甚大规模集成电路版图比较工具数据重用方法技术

一种甚大规模集成电路版图比较工具数据重用方法属于半导体集成电路设计自动化领域，主要针对甚大规模后端版图的差异比较操作，提供数据支持解决方案。本发明专利技术针对甚大规模集成电路版图比较操作中所面临的内存消耗巨大，经常引发内外存交换，进而加剧时间消耗，导致版图比较操作最终不可解等问题，提出一种全新高效的数据支持方法。此方法采用数据重用技术实现层次版图扁平化，和传统版图扁平化方法相比，显著降低内存占用，减少甚至完全避免内外存交换，提高处理效率，显著增强了版图比较操作的工程可解性。

【技术实现步骤摘要】
一种甚大规模集成电路版图比较工具数据重用方法
一种甚大规模集成电路版图比较工具数据重用方法属于半导体集成电路设计自动化领域，主要涉及后端版图处理，尤其对甚大规模后端版图的差异比较操作提供数据支持解决方案。
技术介绍
集成电路版图差异比较是版图设计和制造过程中，频繁执行的一种操作，通常用于筛选两个近似版图在图形和文本方面的差异。尤其在版图设计后期，投入生产之前，版图通常要经过多次局部修改，以满足设计规则检查和电路器件参数要求。而每次迭代修改，都要进行版图差异比较，复查确认修改内容。因此，版图比较工具的处理效率对集成电路设计周期具有重要影响。版图在设计过程中，通常以层次架构表示，版图由多个单元(Cell)组成，单元之间存在调用关系。其优点是功能逻辑清晰，方便设计和修改，与只有一个顶层单元(TopCell)的扁平化版图相比，大大节省存储空间。目前主流的版图文件格式GDSII和OASIS，也都支持按单元存储版图数据。然而，从用户实际需求来看，扁平化的版图更加贴近版图生产的实际效果，用户绝大多数情况都会指定扁平化比较，查看最终结果的差异程度。随着半导体集成电路工业的发展，特别是纳米级IC设计的出现，版图数据规模迅速膨胀，单个层次版图描述文件的尺寸可达几百GB的规模。如此大规模的版图数据，配合特定数据压缩技术，才勉强可以完全读入内存。如果在此基础上执行扁平化操作，将所有其他单元的数据映射到顶层单元，将导致内存急剧增长，经常引发内外存交换，进而加剧时间消耗，导致版图比较操作最终不可解。业界主流的版图比较工具，有些内置扁平化比较选项，有些没有内置，需要用户通过其他工具生成扁平化GDSII或OASIS文件，作为比较工具的输入。无论哪种方式，所面临的问题都是扁平化的版图所需的内存空间十分巨大，极易引发内外存交换，比较效率低下。如果能够以层次化版图的内存规模，实现扁平化的比较效果，将是版图比较工具的一大突破。
技术实现思路
本专利技术特别针对集成电路版图比较工具进行扁平化版图比较时，面临的内存空间十分巨大，极易引发内外存交换，比较效率低下的问题，提出一种全新高效的数据支持解决方案：集成电路版图数据重用方法。本专利技术的实质是“层次版图扁平化过程中，一种紧凑形式的版图数据组织方法”，主要技术方案包括以下三个方面：第一，数据重用的写入过程，即采用了数据重用方法的层次版图扁平化过程。目前业界主流的版图比较工具，大都采用完全数据复制的扁平化方法，按照版图单元调用关系的逆向拓扑顺序(由底层单元向顶层单元)，下层单元被上层单元调用过多少次，就会有多少个数据副本被复制到上层单元。如此，由底层单元执行到顶层单元，底层单元的数据可能被复制了成千上万次，内存急剧增长。而采用数据重用方法进行扁平化，同样按照逆向拓扑顺序，将单元调用关系转化为数据重用关系，作为附加信息(包括图形和文本的缩放、旋转和坐标偏移等)存储在版图数据上，而不是传统方法中的将单元数据复制多份。扁平化之后，除了额外存储的数据重用关系外，内存几乎没有增长。而且，扁平化后的结果形式上与传统方法相同，仅保留顶层单元，不再维护单元调用关系，保证工具的版图比较模块无须进行任何修改。第二，数据重用的读取过程，即后续比较操作对扁平化版图的使用过程。采用数据重用方法表示的扁平化版图，与传统方法表示的扁平化版图，区别就在于版图数据上附加了数据重用关系，表示实际版图中的多个副本。那么，读取过程的核心技术是根据数据重用关系，将数据在读出时临时恢复出多个副本，并将每个副本的图形和文本根据数据重用关系上记录的缩放、旋转和坐标偏移信息进行修正。这样即可保证数据内容上与传统方法读出的版图数据完全相同，写一份、读多份，图形、文本等各种版图数据无任何损失，保证后续比较操作的正确性和最终结果的一致性。第三，数据重用的存储形式，即数据重用关系的表示方式和存储粒度。采用数据重用方法表示的扁平化版图，需要额外存储数据重用关系。单层调用的数据重用关系用一个描述缩放、旋转和坐标偏移信息的矩阵表示，多层嵌套调用相当于矩阵相乘。那么，越是靠近底层的单元，将其映射到顶层单元后，数据重用关系越复杂。当版图层次结构比较复杂时，数据重用关系也会占据一定的内存空间。因此，数据重用关系不是附加在每个图形和每个文本上，而是加在某一粒度的数据集合上(例如某个单元的全部图形，而且可以是压缩状态的图形)，这样既能够完整表达重用关系信息，又能将数据重用关系所占内存比例降到最小，从而将扁平化版图的内存占用控制在与层次化版图相当的水平。总之，本专利技术在甚大规模集成电路版图比较领域，提出了一种全新高效的数据支持解决方案。实验证明，本方案是切实可行的：第一，采用数据重用方法，版图扁平化操作本身的效率大为提高。数据写入时，只需要计算数据重用关系，不需要将底层单元数据复制出成千上万副本，版图扁平化可瞬间完成。实验中采用若干真实版图测试，扁平化操作的效率大为提高。第二，采用数据重用方法表示扁平化版图，读取效率没有明显降低。数据读出时，临时恢复出多个副本，并将每个副本的图形和文本根据数据重用关系上记录的缩放、旋转和坐标偏移信息进行修正，而修正的运算十分简单。实验中采用若干真实版图测试，读取效率的变化几乎可以忽略不计。第三，采用数据重用方法表示扁平化版图，与传统方法相比，内存规模明显减小，达到了与层次化版图相当的水平。实验中采用若干大规模真实版图测试，基本避免了内外存交换，版图比较效率显著提高。一个典型的示例，原先需要占用上百GB内存的比较操作，被全程控制在十几GB以内，无内外存交换，比较时间由7个小时降至40多分钟。附图说明图1层次版图单元(Cell)布局及调用关系示意图；图2层次版图单元(Cell)调用逻辑以及逆拓扑排序示意图；图3层次版图、传统扁平化版图以及数据重用的扁平化版图内存占用示意图；图4层次版图的数据重用扁平化方法流程图。具体实施方式本部分详细说明实现专利技术的优选方式。与主要技术方案相对应，本部分内容包括以下三个方面：第一，数据重用的写入过程的实现。此处通过图1和图2给出一个示例版图，来说明采用数据重用方法的层次版图扁平化过程。图1具体描述了层次版图单元(Cell)布局及调用关系：版图单元(1)表示CellA，包含1个多边形。版图单元(2)表示CellB，包含2个多边形和CellA的2个调用实例A11、A12。版图单元(3)表示CellC，包含2个多边形。版图单元(4)表示TopCell，包含3个多边形和CellB的4个调用实例B11、B12、B21、B22，以及CellC的2个调用实例C1、C2；其中每个CellB调用过2次CellA，因此相当于TopCell间接调用了8次CellA。图2具体描述了层次版图单元(Cell)调用逻辑以及逆拓扑排序：调用关系图(21)表示图1中版图单元之间的调用关系及调用次数，其中TopCell调用了4次CellB，2次CellC，再通过CellB间接调用8次CellA。调用关系图(22)从另一角度描述图1中版图单元之间的调用关系。A-B表示CellA被CellB调用，B-TOP表示CellB被TopCell调用，C-TOP表示CellC被TopCell调用，并由此生成3个备选的逆向拓扑顺序A-B-C-TOP或C-A-B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甚大规模集成电路版图比较工具数据重用方法，专门针对版图比较操作提出一种全新高效的数据支持方法，其技术特征在于：通过数据重用方法实现层次版图扁平化，显著降低内存占用，减少甚至完全避免内外存交换，提高处理效率，增强版图比较问题的可解性。

【技术特征摘要】
1.一种甚大规模集成电路版图比较工具数据重用方法，是专门针对版图比较操作提出的一种数据支持方法，此数据支持方法实质为“层次版图扁平化过程中，一种紧凑形式的版图数据组织方法”，其技术特征在于三个方面：①在层次版图扁平化过程中，采用数据重用扁平化方法，具体为：(11)按照版图单元(Cell)调用关系由底层单元向顶层单元的逆向拓扑顺序，取出下一个未处理的单元；(12)判断当前单元是否调用了子单元实例，是则执行步骤(13)，否则执行(14)；(13)将单元调用关系转化为数据重用关系，作为附加信息存储在子单元数据上，再将子单元数据拼接到当前单元数据上，如果子单元的某些数据已经带有重用关系矩阵，则将已有的和新生成的重用关系矩阵相乘，作为结果矩阵保存；(14)...

【专利技术属性】
技术研发人员：于士涛，王国庆，马海南，白丽双，
申请(专利权)人：北京华大九天软件有限公司，
类型：发明
国别省市：