(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210816501.1 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 天水天光半导体有限责任公司 地址 741000 甘肃省天水市秦州区环城西 路7号 (72)发明人 金鑫　颉建荣　 (74)专利代理 机构 兰州塞维思知识产权代理事 务所(普通 合伙) 62208 专利代理师 陈醒 (51)Int.Cl. G06F 30/392(2020.01) G06F 30/398(2020.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 一种系统级集成电路的直流压 降分析系统 及分析方法 (57)摘要 本发明公开一种系统级集成电路的直流压 降分析系统及分析方法。 本发明所述方法首先将 系统级集成电路划分为多个子系统， 在分析第m 个子系统时， 将除第m个子系统之外的所有子系 统视为一个待处理系统； 对每个子系统的场进行 网格划分， 将子系统的外部电路和其他子系统的 过孔与场连接的点加入网格节 点， 对网格节点进 行统一编号， 形成统一的有限元稀疏矩阵； 利用 星三角变换法剔除有 限元稀疏矩 阵中待处理系 统的内部节点， 得到用于分析第m个子系统场的 稀疏矩阵， 准确求解第m个子系统的稀疏矩阵， 简 化求解过程， 在保证求解精度的基础上提高求解 速度， 实现系统级VLSI  DC压降快速准确分析。 权利要求书2页 说明书5页 附图4页 CN 115238634 A 2022.10.25 CN 115238634 A 1.一种系统级集成电路的直 流压降分析系统， 其特 征在于： 所述分析系统包括： 多层集成电路版图获取模块， 用于获取系统级集成电路的多层集成电路版图； 网格剖分模块， 用于对多层集成电路版图中每层集成电路版图进行网格剖分， 并将外 部电路与每层集成电路版图的连接点以及不同层集成电路版图之间的过孔与每层集成电 路版图的连接点插 入到网格中， 形成网格剖分节点； 子系统划分模块， 用于以层为单位将系统级集成电路划分为多个子系统； 有限元稀疏矩阵建立模块， 用于对子系统的网格剖分节点进行依次编号， 根据网格剖 分节点的信息列写用于直 流压降分析的有限元 方程组， 得到有限元稀疏矩阵； 待处理系统合成模块， 用于当对第m个子系统的直流压降进行分析时， 将多个子系统中 除了第m个子系统之外的所有子系统合成为待处 理系统； 星形‑三角形变换模块， 用于采用星形 ‑三角形变换法消除所述有限元稀疏矩阵中待处 理系统的内部节点， 获得分析第m个子系统场域的稀疏矩阵； 求解模块， 用于求解分析第m个子系统场域的稀疏矩阵， 获得第m个子系统场域上的直 流压降和电流密度分布。 2.如权利要求1一种 系统级集成电路的直 流压降分析系统， 其特 征在于： 所述星形 ‑三角形变换模块， 具体包括： 导纳网络等效子模块， 用于将所述有限元稀疏矩阵等效为以有限元网格为关联的导纳 网络的稀疏矩阵； 内部节点消除子模块， 用于对所述导纳网络的稀疏矩阵反复进行星形 ‑三角形变换消 去所述待处 理系统的内部节点。 3.如权利要求2一种 系统级集成电路的直 流压降分析系统， 其特 征在于： 所述导纳矩阵等效子模块， 具体包括： 导纳网络等效单元， 用于利用公式将所述有限元稀疏矩阵等效为以有限元网格为关联 的导纳网络的稀疏矩阵； 其中， u为节点电压， b为右端项， 实质为电流源激励， A为有限元网 格剖分节点的导纳矩阵。 4.如权利要求3一种 系统级集成电路的直 流压降分析系统， 其特 征在于： 所述内部节点消除子模块， 具体包括： 内部节点消除单元， 用于对所述导纳网络的稀疏矩阵反复利用公式进行星形 ‑三角形 变换， 以消去所述待处 理系统的内部节点； 其中， 为导纳网络中与待消去的导纳网络节点关联的第i个导纳网络节点和待消去的 导纳网络节点的互导纳， 为导纳网络中与待消去的导纳网络节点关联 的第j个导纳 网络节 点和待消去的导纳网络节点的互导纳， 为与待消去的导纳 网络节点关联的第i个导纳网络 节点和与待消去的导纳网络节点关联的第j个导纳网络节点的互导纳， 对应稀疏矩阵非对 角元第i行、 第 j列的元素， 为导纳网络中与待消去的导纳网络节 点关联的第k个导纳网络节 点和待消去的导纳网络节点的互导纳， p为与待消去的导纳网络节点关联的导纳网络节点 的数量。 5.一种如权利要求1 ‑4任一所述系统的直流压降分析方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： a.获取系统级集成电路的多层集成电路版图；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115238634 A 2b.对多层集成电路版图中每层集成电路版图进行网格剖分， 并将外部电路与每层集成 电路版图的连接点以及不同层集成电路版图之间的过孔与每层集成电路版图的连接点插 入到网格中， 形成网格剖分节点； c.以层为单位将系统级集成电路划分为多个子系统； d.对子系统 的网格剖分节点进行依次编号， 根据网格剖分节点的信 息列写用于直流压 降分析的有限元 方程组， 得到有限元稀疏矩阵； e.当对第m个子系统的直流压降进行分析时， 将多个子系统中除了第m个子系统之外的 所有子系统合成为待处 理系统； f.采用星形 ‑三角形变换法消除所述有限元稀疏矩阵中待处理系统的内部节点， 获得 分析第m个子系统场域的稀疏矩阵； g.求解分析第m个子系统场域的稀疏矩阵， 获得第m个子系统场域上的直流压降和电流 密度分布。 6.如权利要求5所述一种系统级集成电路的直流压降分析系统的分析方法， 其特征在 于： 所述获得分析第m个子系统场域的稀疏矩阵方法， 实现步骤如下： 将有限元稀疏矩阵等效为以有限元网格为关联的导纳网络的稀疏矩阵； 对导纳网络的稀疏矩阵反复进行星形 ‑三角形变换消去所述待处理系统的内部节点， 获得分析第m个子系统场域的稀疏矩阵。 7.如权利要求6所述一种系统级集成电路的直流压降分析系统的分析方法， 其特征在 于： 所述有限元稀疏矩阵等效为以有限元网格为关联的导纳网络的稀疏矩阵方法， 实现步 骤如下： 利用公式将所述有限元稀疏矩阵等效为以有限元网格为关联的导纳网络的稀疏矩阵； 其中， u为节点电压， b为右端项， 实质为电流源激励， A为有限元网格剖分节点的导纳矩 阵。 8.如权利要求7所述一种系统级集成电路的直流压降分析系统的分析方法， 其特征在 于： 对导纳网络的稀疏矩阵反复进行星形 ‑三角形变换消去所述待处理系统的内部节点方 法， 实现步骤如下： a.为导纳网络 中与待消去的导纳网络节点关联的第 i个导纳网络节点和待消去的导纳 网络节点的互导纳 b.为导纳网络 中与待消去的导纳网络节点关联的第j个导纳网络节点和待消去的导纳 网络节点的互导纳； c.为与待消去的导纳网络节点关联的第i个导纳网络节点和与待消去的导纳网络节点 关联的第j个导纳网络节点的互导纳， 对应稀疏矩阵非对角元第i行、 第j列的元 素； d.为导纳网络 中与待消去的导纳网络节点关联的第 k个导纳网络节点和待消去的导纳 网络节点的互导纳， p为与待消去的导纳网络节点关联的导纳网络节点的数量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115238634 A 3