評(píng)估3d ic的電源供應(yīng)的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種評(píng)估3D?IC的電源供應(yīng)的方法和裝置，所述方法包括：獲取3D?IC中的特定區(qū)域中的電路模塊的電流信息和布局信息；將所述特定區(qū)域網(wǎng)格化，從而形成至少一個(gè)立體網(wǎng)格，所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格具有沿所述3DIC的芯片堆疊方向的多個(gè)側(cè)邊；基于所述電流模塊的電流信息和布局信息確定至少一個(gè)側(cè)邊的電流；以及基于所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流，評(píng)估所述3D?IC的電源供應(yīng)。所述裝置與方法對(duì)應(yīng)。利用本發(fā)明實(shí)施例的方法和裝置，可以有效地針對(duì)3D?IC的特點(diǎn)對(duì)其電源供應(yīng)進(jìn)行評(píng)估和分析。
【專利說明】評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3D芯片的設(shè)計(jì)，更具體地，涉及評(píng)估3D iC芯片的供電的方法和裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)計(jì)算設(shè)備的處理能力提出了越來越高的要求；于是，用于執(zhí)行處理和運(yùn)算的半導(dǎo)體器件速度越來越快，規(guī)模也越來越大。然而同時(shí)，人們還希望半導(dǎo)體器件能夠更加小型化，這就要求半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)為高密度的集成電路1C。為此，近年來提出了三維集成電路，即3D IC技術(shù)，用以實(shí)現(xiàn)高速度、高密度的集成電路。在3D IC中，集成電路由彼此堆疊的多個(gè)芯片構(gòu)成，芯片之間利用穿透娃通孔TSV(through siliconvia)技術(shù)彼此連接。
[0003]為了降低IC器件的能耗，與單一芯片IC類似地，3D IC中也采用電源門控技術(shù)對(duì)芯片的邏輯電路中的各個(gè)部件進(jìn)行電源開關(guān)控制。具體地，在芯片中提供有電源門控電路，其中包括多個(gè)電源開關(guān)，用于在邏輯電路中的部件不需要工作時(shí)關(guān)斷其電源供應(yīng)，以此達(dá)至IJ降低能耗的目的。然而，取決于具體的電路設(shè)計(jì)，電源門控電路有可能在其兩端引起較大的歐姆壓降，或稱IR壓降。過大的IR壓降會(huì)影響芯片部件的功能和工作。同時(shí)，電源門控電路對(duì)芯片中各個(gè)部件的電源開關(guān)操作也會(huì)導(dǎo)致電源供應(yīng)的噪聲。過大的噪聲有可能損壞所控制的邏輯電路，或者劣化其性能。因此，在設(shè)計(jì)芯片的過程中，通常需要考慮門控電路的影響來評(píng)估芯片的電源的穩(wěn)定性或魯棒性(robustness)。
[0004]在常規(guī)的單一芯片IC中，電源門控電路的布置通常有兩個(gè)方式，即環(huán)形設(shè)計(jì)和縱列設(shè)計(jì)。圖1示出單一芯片IC中電源門控電路的布置。圖1A示出上述環(huán)形設(shè)計(jì)，其中圍繞電源域的周圍布置電源門控電路。圖1B示出縱列設(shè)計(jì)，其中電源開關(guān)以縱列的形式插入在電源域中。然而，對(duì)于3D IC來說，電源門控電路具有完全不同的布置方式。圖2示出3DIC的示意圖，其中圖2A示出一個(gè)示例性的3D IC的截面圖，圖2B示出3D IC的電源連接的立體圖。圖2A所示的示例性3D IC包括堆疊在一起的4個(gè)芯片。每個(gè)芯片包括Si基底，在Si基底上布置有各種電路部件(由SI，S2，S3，S4示出)。在芯片內(nèi)部，通過內(nèi)部硅通孔(Tl，T2，T3，T4)和相應(yīng)的金屬連線(Rl，R2，R3，R4)實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部的電路連接。在芯片之間，利用穿透硅通孔的連接柱(例如，Q2，Q3，Q4)實(shí)現(xiàn)芯片之間的電路連接和電源供應(yīng)。通常，在頂層或底層芯片上布置電源門控電路，在其他芯片上布置邏輯電路。然而，理論上來說，電源門控電路可以布置在3D IC的任一芯片上或其中的多個(gè)芯片上?？梢岳斫?，圖2A的圖示僅僅是一種示例。3D IC可以由其他數(shù)目的多個(gè)芯片堆疊而成。在圖2B的示意圖中，電源門控電路布置在底層芯片中，并且，該芯片通過焊球或焊盤21連接到外部供電網(wǎng)，然后通過連接柱22將受控電源提供到其他芯片。因此，在3D IC中，除直接與外部供電網(wǎng)相連的芯片之外，其他芯片均通過連接柱獲得電源供應(yīng)。如圖2B所示，連接柱不僅可以設(shè)置在芯片四周，還可以設(shè)置在芯片內(nèi)部。可以理解，根據(jù)芯片中各個(gè)有源部件的需要，連接柱可以提供為任何二維布局的形式。
[0005]對(duì)比圖1和圖2的示意圖可以看到，3D IC中電源門控電路的布置以及供電連接方式與常規(guī)單一芯片IC完全不同。相應(yīng)地，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)單一芯片IC的電源供應(yīng)進(jìn)行評(píng)估和分析的方法無法適用于3D IC的情況。因此，希望針對(duì)3D IC的特點(diǎn)提出適用的評(píng)估方法，以期輔助和改進(jìn)3D IC中電源供應(yīng)的設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]考慮到以上提出的問題，提出本發(fā)明，旨在針對(duì)3D IC提供一種適用的電源供應(yīng)評(píng)估方案，從而彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)在這方面的不足。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的方法，包括:獲取所述3D IC的特定區(qū)域中包含的電路模塊的電流信息和布局信息；將所述特定區(qū)域網(wǎng)格化，從而形成至少一個(gè)立體網(wǎng)格，所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格具有沿所述3D IC的芯片堆疊方向的多個(gè)側(cè)邊；基于所述電流模塊的電流信息和布局信息確定所述多個(gè)側(cè)邊中的至少一個(gè)側(cè)邊的電流；以及基于所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流，評(píng)估所述3D IC的電源供應(yīng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的裝置，包括:信息獲取單元，配置為獲取所述3D IC的特定區(qū)域中的電路模塊的電流信息和布局信息；網(wǎng)格化單元，配置為將所述特定區(qū)域網(wǎng)格化，從而形成至少一個(gè)立體網(wǎng)格，所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格具有沿所述3D IC的芯片堆疊方向的多個(gè)側(cè)邊；電流確定單元，配置為基于所述電流模塊的電流信息和布局信息確定所述多個(gè)側(cè)邊中的至少一個(gè)側(cè)邊的電流；以及評(píng)估單元，配置為基于所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流，評(píng)估所述3D IC的電源供應(yīng)。
[0009]利用本發(fā)明實(shí)施例的方法和裝置，可以有效地針對(duì)3D IC的特點(diǎn)對(duì)其電源供應(yīng)進(jìn)行評(píng)估和分析。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]通過結(jié)合附圖對(duì)本公開示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。
[0011]圖1示出單一芯片IC中電源門控電路的布置的示意圖；
[0012]圖2示出3D IC的示意圖；
[0013]圖3示出了適于用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施方式的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12的框圖；
[0014]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的方法的流程圖；
[0015]圖5示出確定側(cè)邊電流的一個(gè)示意圖；
[0016]圖6示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的確定側(cè)邊電流的子步驟；
[0017]圖7示出一個(gè)立體網(wǎng)格的例子；
[0018]圖8示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例基于立體網(wǎng)格電流計(jì)算側(cè)邊電流的子步驟；
[0019]圖9示出一個(gè)電流分配的示意圖；
[0020]圖10示出一個(gè)側(cè)邊電流分配的示意圖；
[0021]圖11示出一個(gè)模擬電路和模擬結(jié)構(gòu)的示例；以及
[0022]圖12示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的評(píng)估裝置的框圖。【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0024]所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員知道，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本公開可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即:可以是完全的硬件、也可以是完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，還可以是硬件和軟件結(jié)合的形式，本文一般稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。
[0025]可以采用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀的介質(zhì)的任意組合。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是一但不限于——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)磁盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式緊湊磁盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)器件、磁存儲(chǔ)器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何包含或存儲(chǔ)程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。
[0026]計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)，其中承載了計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)可以采用多種形式，包括——但不限于——電磁信號(hào)、光信號(hào)或上述的任意合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)還可以是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以外的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。
[0027]計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括一但不限于一無線、電線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0028]可以以一種或多種程序設(shè)計(jì)語言或其組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計(jì)算機(jī)程序代碼，所述程序設(shè)計(jì)語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言-諸如Java、Smalltalk、C++，還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計(jì)語言-諸如”C”語言或類似的程序設(shè)計(jì)語言。程序代碼可以完全地在用戶計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、部分地在用戶計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計(jì)算機(jī)上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)一包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶計(jì)算機(jī)，或者，可以連接到外部計(jì)算機(jī)(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接)。
[0029]下面將參照本發(fā)明實(shí)施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖的每個(gè)方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出一種機(jī)器，這些計(jì)算機(jī)程序指令通過計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行，產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的裝置。[0030]也可以把這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在能使得計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，這樣，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令就產(chǎn)生出一個(gè)包括實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的指令裝置(instructionmeans)的制造品(manufacture)。
[0031]也可以把計(jì)算機(jī)程序指令加載到計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其它設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其它設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過程，從而使得在計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上執(zhí)行的指令能夠提供實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的過程。
[0032]圖3示出了適于用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施方式的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12的框圖。圖3顯示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12僅僅是一個(gè)示例，不應(yīng)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的功能和使用范圍帶來任何限制。
[0033]如圖3所示，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12以通用計(jì)算設(shè)備的形式表現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12的組件可以包括但不限于:一個(gè)或者多個(gè)處理器或者處理單元16，系統(tǒng)存儲(chǔ)器28，連接不同系統(tǒng)組件(包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器28和處理單元16)的總線18。
[0034]總線18表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種，包括存儲(chǔ)器總線或者存儲(chǔ)器控制器，外圍總線，圖形加速端口，處理器或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任意總線結(jié)構(gòu)的局域總線。舉例來說，這些體系結(jié)構(gòu)包括但不限于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(ISA)總線，微通道體系結(jié)構(gòu)(MAC)總線，增強(qiáng)型ISA總線、視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)局域總線以及外圍組件互連(PCI)總線。
[0035]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12典型地包括多種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可讀介質(zhì)。這些介質(zhì)可以是任何能夠被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12訪問的可用介質(zhì)，包括易失性和非易失性介質(zhì)，可移動(dòng)的和不可移動(dòng)的介質(zhì)。
[0036]系統(tǒng)存儲(chǔ)器28可以包括易失性存儲(chǔ)器形式的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可讀介質(zhì)，例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)30和/或高速緩存存儲(chǔ)器32。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12可以進(jìn)一步包括其它可移動(dòng)/不可移動(dòng)的、易失性/非易失性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)。僅作為舉例，存儲(chǔ)系統(tǒng)34可以用于讀寫不可移動(dòng)的、非易失性磁介質(zhì)(圖3未顯示，通常稱為“硬盤驅(qū)動(dòng)器”)。盡管圖3中未示出，可以提供用于對(duì)可移動(dòng)非易失性磁盤(例如“軟盤”)讀寫的磁盤驅(qū)動(dòng)器，以及對(duì)可移動(dòng)非易失性光盤(例如⑶-ROM，DVD-ROM或者其它光介質(zhì))讀寫的光盤驅(qū)動(dòng)器。在這些情況下，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以通過一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)介質(zhì)接口與總線18相連。存儲(chǔ)器28可以包括至少一個(gè)程序產(chǎn)品，該程序產(chǎn)品具有一組(例如至少一個(gè))程序模塊，這些程序模塊被配置以執(zhí)行本發(fā)明各實(shí)施例的功能。
[0037]具有一組(至少一個(gè))程序模塊42的程序/實(shí)用工具40，可以存儲(chǔ)在例如存儲(chǔ)器28中，這樣的程序模塊42包括——但不限于——操作系統(tǒng)、一個(gè)或者多個(gè)應(yīng)用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù)，這些示例中的每一個(gè)或某種組合中可能包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)。程序模塊42通常執(zhí)行本發(fā)明所描述的實(shí)施例中的功能和/或方法。
[0038]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12也可以與一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備14 (例如鍵盤、指向設(shè)備、顯示器24等)通信，還可與一個(gè)或者多個(gè)使得用戶能與該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12交互的設(shè)備通信，和/或與使得該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12能與一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算設(shè)備進(jìn)行通信的任何設(shè)備(例如網(wǎng)卡，調(diào)制解調(diào)器等等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(I/O)接口 22進(jìn)行。并且，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12還可以通過網(wǎng)絡(luò)適配器20與一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)(例如局域網(wǎng)(LAN)，廣域網(wǎng)(WAN)和/或公共網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng))通信。如圖所示，網(wǎng)絡(luò)適配器20通過總線18與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12的其它模塊通信。應(yīng)當(dāng)明白，盡管圖中未示出，可以結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)/服務(wù)器12使用其它硬件和/或軟件模塊，包括但不限于:微代碼、設(shè)備驅(qū)動(dòng)器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動(dòng)陣列、RAID系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動(dòng)器以及數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)系統(tǒng)等。
[0039]以下結(jié)合附圖和具體例子描述本發(fā)明的實(shí)施方式。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出分布電流模型，其中將3D IC中有待分析的區(qū)域劃分為多個(gè)子區(qū)域，從而形成多個(gè)立體網(wǎng)格，所述多個(gè)立體網(wǎng)格具有沿3D IC的芯片堆疊方向的多個(gè)側(cè)邊。接著，根據(jù)3D IC的芯片上的各個(gè)電路模塊的電流信息和布局信息，確定側(cè)邊處的電流。基于計(jì)算得到的各個(gè)側(cè)邊處的電流，可以獲得3D IC中的電流分布情況。這樣的電流分布情況可以輔助用于設(shè)計(jì)芯片間的連接柱的布置或在設(shè)計(jì)連接柱的布置之后進(jìn)行電流的后驗(yàn)證和后仿真。并且，通過對(duì)側(cè)邊處的電流進(jìn)行分析，可以對(duì)芯片的電源供應(yīng)進(jìn)行噪聲、魯棒性等評(píng)估。
[0040]現(xiàn)在參看圖4，其示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的方法的流程圖，其中所述3D IC包括堆疊的多個(gè)芯片。如圖4所示，所述方法包括如下步驟:步驟41，獲取3D IC的特定區(qū)域中的電路模塊的電流信息和布局信息；步驟42，將上述特定區(qū)域網(wǎng)格化，從而形成至少一個(gè)立體網(wǎng)格，所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格具有沿所述3D IC的芯片堆疊方向的多個(gè)側(cè)邊；步驟43，根據(jù)所述電流模塊的電流信息和布局信息確定所述多個(gè)側(cè)邊中至少一個(gè)側(cè)邊的電流；步驟44，基于所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流，評(píng)估所述3D IC的供電。下面結(jié)合具體例子描述上述各個(gè)步驟的執(zhí)行方式。
[0041]一般地，在3D IC設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員首先確定實(shí)現(xiàn)芯片邏輯功能的各個(gè)電路模塊及其布局。上述的電路模塊可以是實(shí)現(xiàn)特定功能的各種定制模塊，尤其是各種預(yù)先設(shè)計(jì)好的功能模塊，例如eDRAM，SDRAM，寄存器等等。在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，也將這樣的電路模塊稱為IP (intellectual property)模塊或IP核。在確定了構(gòu)成3D IC的各個(gè)芯片上的電路模塊及其布局的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員就可以針對(duì)3D IC的電源供應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。
[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的方法包括步驟41，獲取3D IC的特定區(qū)域中的電路模塊的電流信息和布局信息。可以理解，上述特定區(qū)域是有待對(duì)其電源供應(yīng)進(jìn)行分析的區(qū)域，該區(qū)域可以由用戶根據(jù)需要來指定。并且，針對(duì)3D IC的分析需求，該特定區(qū)域可以是3維立體區(qū)域。在一個(gè)例子中，上述特定區(qū)域包含3D IC中的所有需要供電的邏輯芯片。
[0043]為了獲取上述特定區(qū)域中的電路模塊的電流信息，在一個(gè)實(shí)施例中，首先獲得上述特定區(qū)域中的各個(gè)電路模塊的種類。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，種類的信息可以通過接收用戶(設(shè)計(jì)人員)的輸入來獲得。如前所述，在評(píng)估電源供應(yīng)之前，3D IC的各個(gè)芯片上的電路模塊已經(jīng)確定，因此，設(shè)計(jì)人員可以通過一個(gè)接口來輸入有待分析的區(qū)域中所包含的各個(gè)電路模塊的種類。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)芯片的邏輯電路過程中，利用特定文件(例如，網(wǎng)表)來記錄所采用的電路模塊及其連接關(guān)系。通過掃描并識(shí)別上述文件，也可以獲得特定區(qū)域中的電路模塊的種類。在獲得上述種類信息的基礎(chǔ)上，可以通過搜索和查詢電路模塊信息庫來獲得各個(gè)電路模塊的電流信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提供有電路模塊信息庫，用于記錄各種電路模塊的信息，包括其種類、大小、引腳信息、工作電壓、電流信息等。根據(jù)獲得的種類信息，就可以在所述電路模塊信息庫中查詢得到該種類的電路模塊的電流信息。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電流信息包括電路模塊工作期間的平均電流值或標(biāo)準(zhǔn)工作電流值。更一般地，所述電流信息記錄為I (t)函數(shù)形式，該函數(shù)記錄在電路模塊上電、工作和掉電期間，電流I隨時(shí)間t的變化。在一個(gè)例子中，上述I (t)函數(shù)被繪制為時(shí)域電流波形圖的形式。在一個(gè)實(shí)施例中，有些電路模塊可以工作于不同的工作頻率，并在不同的工作頻率下具有不同的I (t)函數(shù)。在這樣的情況下，用戶還需要指定電路模塊的工作頻率，并進(jìn)一步地基于該工作頻率查詢電路模塊信息庫，從而準(zhǔn)確獲得電路模塊的電流信息。
[0044]此外，由于設(shè)計(jì)人員已經(jīng)確定了各個(gè)電路模塊的布局，因此，可以通過接收設(shè)計(jì)人員的輸入來獲得電路模塊的布局信息。這樣的布局信息可以包括，各個(gè)電路模塊的中心位置、大小、形狀等信息。
[0045]另一方面，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的分布電流模型，將3D IC劃分為子區(qū)域進(jìn)行電流分析。為此，在步驟42，將上述特定區(qū)域網(wǎng)格化，從而形成至少一個(gè)立體網(wǎng)格。立體網(wǎng)格的劃分可以是均勻的或者是非均勻的。為了分析的簡單和方便，在一個(gè)實(shí)施例中，所述立體網(wǎng)格為立方體或直平行六面體。除此之外，根據(jù)分析的需要，立體網(wǎng)格還可以設(shè)定為三棱柱、六邊棱柱或其他更加復(fù)雜的形狀中的一種或多種的組合。但是，為了模擬3D IC中連接柱的供電情形，立體網(wǎng)格需具有沿3D IC的芯片堆疊方向的平行側(cè)邊。在該說明書的上下文中，立體網(wǎng)格的側(cè)邊均指代平行于芯片堆疊方向的側(cè)邊，而不考慮其他方向的邊。可以理解，立體網(wǎng)格劃分的粒度，或者立體網(wǎng)格的大小，可以根據(jù)分析需要而進(jìn)行調(diào)整。在一個(gè)例子中，可能對(duì)于特定區(qū)域僅形成一個(gè)立體網(wǎng)格。而在對(duì)分析的精度要求較高的例子中，可以形成較為細(xì)密的立體網(wǎng)格。此外，立體網(wǎng)格的劃分也與有待設(shè)計(jì)或已經(jīng)設(shè)計(jì)的連接柱的分布有關(guān)。如前所述，除了直接連接到外部供電網(wǎng)的芯片之外，3D IC中的其他芯片均通過連接柱獲得電源供應(yīng)。在前仿真的情況下，也就是，在確定連接柱的位置之前進(jìn)行電源評(píng)估的情況下，可以根據(jù)連接柱的典型間距(pitch)進(jìn)行立體網(wǎng)格化，使得立體網(wǎng)格的特征尺度與上述典型間距形成特定比例或關(guān)系。在確定連接柱的位置之后進(jìn)行電源評(píng)估的后仿真的情況下，則要使得立體網(wǎng)格化形成的側(cè)邊至少部分地與所確定的連接柱的位置相對(duì)應(yīng)。此夕卜，可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本說明書的教導(dǎo)的情況下，能夠根據(jù)分析的需要采用適當(dāng)?shù)姆绞絹韺?duì)3D IC進(jìn)行網(wǎng)格化，從而形成各種形式的立體網(wǎng)格，并相應(yīng)地獲得立體網(wǎng)格的多個(gè)側(cè)邊。
[0046]盡管在圖4中將步驟42示出為在步驟41之后執(zhí)行，但是可以理解，步驟42也可以在步驟41之前執(zhí)行或與其并行地執(zhí)行。
[0047]在步驟41獲得電路模塊的信息以及步驟42對(duì)3D IC進(jìn)行網(wǎng)格化的基礎(chǔ)上，在步驟43，根據(jù)電流模塊的電流信息和布局信息確定至少一個(gè)側(cè)邊的電流。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，步驟43中確定至少一個(gè)側(cè)邊的電流包括，基于所述電路模塊的布局信息確定該電路模塊與至少一個(gè)側(cè)邊的距離，從而確定該電路模塊對(duì)該至少一個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重；將至少一部分電路模塊的電流進(jìn)行加權(quán)求和，將求和結(jié)果作為該至少一個(gè)側(cè)邊的電流。具體地，對(duì)于某一側(cè)邊i，基于電路模塊j與該側(cè)邊i之間的距離確定電路模塊j的權(quán)重，根據(jù)所述權(quán)重對(duì)各個(gè)電路模塊的電流進(jìn)行加權(quán)求和作為側(cè)邊i的電流。
[0049]在一個(gè)例子中，假定電路模塊j對(duì)應(yīng)的電流為MIp并且該電路模塊j距離側(cè)邊i的距離為，那么側(cè)邊i的電流NIi可以確定為NIi= Σ MIjArij)2,即，電路模塊j對(duì)應(yīng)的權(quán)重為l/(rij)2。可以理解，根據(jù)步驟41獲得的電流信息，以上所述的電路模塊的電流可以是電流值或者是I (t)函數(shù)的形式。在下面的描述中，電路模塊的電流均包括I (t)函數(shù)形式的電流。
[0050]圖5示出確定側(cè)邊電流的一個(gè)示意圖。在該示意圖中，要分析的特定區(qū)域包含三個(gè)不例性電路模塊A,B,C,電路模塊A和B位于同一層芯片中，電路模塊C位于較低一層的芯片中，示例性的側(cè)邊i沿芯片堆疊方向。假定上述三個(gè)電路模塊分別具有電流IA，IB，Ic，且這三個(gè)電路模塊距離要分析的側(cè)邊i的距離分別為rA，rB，rc。在這個(gè)例子中，電路模塊與側(cè)邊i的距離被計(jì)算為電路模塊的幾何中心與側(cè)邊i的距離。根據(jù)上述實(shí)施例，側(cè)邊i的電流可以確定為盡管此處將權(quán)重設(shè)定為l/(ru)2，但是其他權(quán)重因子的設(shè)定也是可能的，只要使得電路模塊距離側(cè)邊的距離越大，權(quán)重越小。例如，在另一例子中，還可以將權(quán)重設(shè)定為l/rijt) 一般地，在進(jìn)行網(wǎng)格化時(shí)，使得形成的側(cè)邊避開電路模塊的位置，從而避免Aj=O的情況。上述的確定側(cè)邊電流的方法可以適用于任何形狀的立體網(wǎng)格。
[0051]在另一個(gè)實(shí)施例中，將該側(cè)邊i的電流NIi確定為，對(duì)所述特定區(qū)域中包含的部分電路模塊的電流進(jìn)行加權(quán)求和，所述部分電路模塊是與側(cè)邊i的距離小于一預(yù)定閾值的電路模塊。也就是說，如果電路模塊j和側(cè)邊i之間的距離大于一預(yù)定閾值，則認(rèn)為，電路模塊j對(duì)于側(cè)邊i的電流沒有影響，從而在計(jì)算側(cè)邊i的電流時(shí)不考慮該電路模塊j的電流
-Tj.士 [>貝獻(xiàn)。
[0052]在以上具體描述的實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以進(jìn)行進(jìn)一步的修改，例如修改加權(quán)求和的權(quán)重因子，修改距離的計(jì)算方式，修改對(duì)進(jìn)行求和的電路模塊的選擇等等。這樣的修改也應(yīng)包含在本發(fā)明的構(gòu)思之內(nèi)。
[0053]以上考慮電路模塊的布局直接將電路模塊的電流分配到各個(gè)側(cè)邊，從而獲得側(cè)邊的電流。作為另一選擇，還可以利用步驟42形成的立體網(wǎng)格，分步驟地獲得側(cè)邊的電流。
[0054]圖6示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的確定側(cè)邊電流的子步驟，即圖4中步驟43的子步驟。如圖6所示，首先在步驟431，根據(jù)電路模塊的電流信息為形成的至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配電流，然后，在步驟432，基于所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流計(jì)算側(cè)邊的電流，或者說，將立體網(wǎng)格分配到的電流進(jìn)一步分配到側(cè)邊，從而確定至少一個(gè)側(cè)邊的電流。下面結(jié)合例子描述上述子步驟的執(zhí)行。
[0055]步驟431中立體網(wǎng)格電流的分配可以通過多種方式來執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，將上述特定區(qū)域中的電路模塊的電流平均分配給形成的η個(gè)立體網(wǎng)格。具體地，首先將獲得的各個(gè)電路模塊的電流疊加在一起，形成該特定區(qū)域的總電流Ιτ，然后將該總電流分配給形成的η個(gè)立體網(wǎng)格。由此每個(gè)立體網(wǎng)格分配得到的電流為Ιτ/η。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，考慮立體網(wǎng)格的體積進(jìn)行電流的分配。具體地，首先如前所述獲得該特定區(qū)域的總電流It，然后獲得該特定區(qū)域的總體積VT。對(duì)于立體網(wǎng)格k，獲得該立體網(wǎng)格的體積Vk。相應(yīng)地，將該立體網(wǎng)格k分配的電流設(shè)定為ITVk/VT。在步驟42形成均勻立體網(wǎng)格的情況下，該實(shí)施例的結(jié)果與之前的實(shí)施例相同；但是對(duì)于非均勻的立體網(wǎng)格，將會(huì)獲得不同結(jié)果。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，考慮各個(gè)立體網(wǎng)格中包含的電路模塊為立體網(wǎng)格分配電流。具體地，對(duì)于立體網(wǎng)格k，基于電路模塊的布局信息獲得該立體網(wǎng)格所涉及的電路模塊，并將該立體網(wǎng)格k分配得到的電流定義為，立體網(wǎng)格k所包含或部分包含的電路模塊的電流的總和。圖7示出一個(gè)立體網(wǎng)格的例子。在圖7中，示例性示出了兩個(gè)相鄰的立體網(wǎng)格I和2，以及相關(guān)的兩個(gè)電路模塊A和B，其中電路模塊A —部分位于立體網(wǎng)格I中，另一部分位于立體網(wǎng)格2中，而電路模塊B完全包含在立體網(wǎng)格2中。根據(jù)本實(shí)施例，立體網(wǎng)格I分配得到的電流可以確定為Ia，立體網(wǎng)格2分配得到的電流定義為其涉及的電路模塊A和B的電流總和，即IA+IB。
[0058]在另一實(shí)施例中，進(jìn)一步考慮電路模塊在不同立體網(wǎng)格間的分布進(jìn)行電流的分配。具體地，對(duì)于立體網(wǎng)格k，進(jìn)一步考慮其涉及的電路模塊j落在立體網(wǎng)格k中的體積相對(duì)于其總體積的比例W」。以該體積比例Wj作為權(quán)重，對(duì)立體網(wǎng)格k中所涉及的各個(gè)電路模塊j的電流進(jìn)行求和，從而獲得立體網(wǎng)格k分配到的電流Ik，即，Ik= Σ Ifwjtj仍然參照?qǐng)D7的例子，考慮電路模塊的體積比例進(jìn)行電流分配。對(duì)于立體網(wǎng)格1，其僅涉及電路模塊A，并且電路模塊A有2/3體積落在立體網(wǎng)格I中。因此，對(duì)于立體網(wǎng)格1，電路模塊A的權(quán)重wA為2/3，相應(yīng)地，立體網(wǎng)格I的電流為2Ia/3。對(duì)于立體網(wǎng)格2，其涉及的電路模塊包括A和B，其中電路模塊A僅有1/3體積落在立體網(wǎng)格2中，因此，對(duì)于立體網(wǎng)格2來說，電路模塊A的權(quán)重wA為1/3。此外，電路模塊B完全位于立體網(wǎng)格2中，因此其體積比例wB=l。因此，立體網(wǎng)格2分配到的電流為Ia/3+Ib。
[0059]盡管以上列舉了幾種具體的立體網(wǎng)格電流分配方法，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書的教導(dǎo)下有可能對(duì)立體網(wǎng)格電流分配方法進(jìn)行組合或者擴(kuò)展。這樣的組合或擴(kuò)展也應(yīng)包含在本發(fā)明構(gòu)思范圍之內(nèi)。此外，可以理解，圖7示出的立方形立體網(wǎng)格僅僅是一種示例。以上的各種立體網(wǎng)格電流分配方法適用于各種形狀的立體網(wǎng)格。
[0060]基于以上通過各種方式為立體網(wǎng)格分配的電流，可以執(zhí)行步驟432，通過將立體網(wǎng)格電流分配到側(cè)邊來計(jì)算側(cè)邊的電流。圖8示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例基于立體網(wǎng)格電流計(jì)算側(cè)邊電流的子步驟，即步驟432的子步驟。如圖8所示，基于立體網(wǎng)格電流計(jì)算側(cè)邊電流的過程可以進(jìn)一步包括，步驟4321，將步驟431中為立體網(wǎng)格分配的電流進(jìn)一步分配給與立體網(wǎng)格相關(guān)的側(cè)邊；步驟4322，對(duì)于某一側(cè)邊i，確定與該側(cè)邊i相關(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)格；步驟4323，將所確定的相關(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)格分別分配到該側(cè)邊i的電流進(jìn)行疊加，從而獲得該側(cè)邊i的電流。
[0061]在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟4321，將立體網(wǎng)格的電流平均分配給相關(guān)的側(cè)邊。然后，在步驟4322-4323，將不同立體網(wǎng)格分配到同一側(cè)邊的電流疊加在一起，從而獲得該側(cè)邊的電流。圖9示出一個(gè)電流分配的示意圖。在圖9的示意圖中，示出了 2*2排列的4個(gè)立體網(wǎng)格，假定通過之前的步驟431，這4個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流分別為I1, 12，".Ι4。根據(jù)本實(shí)施例，將立體網(wǎng)格I的電流I1平均分配給其相關(guān)的四個(gè)側(cè)邊Sn，S12, S21，S22。由此，上述四個(gè)側(cè)邊分別從立體網(wǎng)格I獲得電流L/4。類似地，其他的各個(gè)立體網(wǎng)格也將其電流平均分配給相關(guān)的四個(gè)側(cè)邊。下面考慮幾個(gè)典型的側(cè)邊Sn，S21和S22。對(duì)于側(cè)邊S11,在步驟4322可以確定，S11僅與立體網(wǎng)格I相關(guān)。因此，在步驟4323，側(cè)邊S11的電流可以計(jì)算為立體網(wǎng)格I分配給該側(cè)邊的電流，即L/4。對(duì)于側(cè)邊S21，在步驟4322可以確定，S21是立體網(wǎng)格I和立體網(wǎng)格4共同的側(cè)邊，因此，S21與立體網(wǎng)格I和立體網(wǎng)格4相關(guān)。相應(yīng)地，在步驟4323，側(cè)邊S21的電流可以計(jì)算為立體網(wǎng)格I分配給該側(cè)邊的電流I1A與立體網(wǎng)格4分配給該側(cè)邊的電流14/4的疊加，即SI21=I1Z^I4A15類似地，對(duì)于側(cè)邊S22，在步驟4322可以確定，該側(cè)邊S22與立體網(wǎng)格I，立體網(wǎng)格2，立體網(wǎng)格3和立體網(wǎng)格4均相關(guān)。接著，在步驟4323，可以將側(cè)邊S22的電流計(jì)算為上述4個(gè)立體網(wǎng)格分別分配給該側(cè)邊的電流的疊加，即SI；^=Ii/4+]V4+I3/4+I4/4。類似地,可以理解，圖9示出的立體網(wǎng)格僅僅是一種示例。以上的側(cè)邊電流分配方法適用于各種形狀的立體網(wǎng)格。
[0062]在一個(gè)實(shí)施例中，在步驟4321，根據(jù)立體網(wǎng)格中包含的電路模塊的位置分布將立體網(wǎng)格電流分配給相關(guān)的側(cè)邊。具體地，對(duì)于立體網(wǎng)格k中包含的電路模塊j，計(jì)算電路模塊j到立體網(wǎng)格k的各個(gè)側(cè)邊的距離，基于計(jì)算的距離確定各個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重，從而根據(jù)確定的權(quán)重將立體網(wǎng)格k的電流中與電路模塊j對(duì)應(yīng)的部分分配給各個(gè)側(cè)邊。上述電路模塊j可以是立體網(wǎng)格k中包含的一個(gè)完整的電路模塊，也可以是落入立體網(wǎng)格k中的電路模塊部分。將這樣的電路模塊部分也視為單獨(dú)的電路模塊進(jìn)行處理。
[0063]圖10示出一個(gè)側(cè)邊電流分配的示意圖，該示意圖中的立體網(wǎng)格分布和電路模塊的分布與圖7相同。具體地，立體網(wǎng)格I包含電路模塊A的一部分(體積的2/3)。如前所述，將該電路模塊部分作為一個(gè)單獨(dú)的電路模塊Al。相應(yīng)地，立體網(wǎng)格2包含電路模塊A2(對(duì)應(yīng)于1/3的電路模塊A)和電路模塊B。如之前參照?qǐng)D7所述，在考慮電路模塊的體積比例進(jìn)行電流分配的情況下，立體網(wǎng)格I分配到的電流為2IA/3，立體網(wǎng)格2分配到的電流為Ia/3+Ib。為了將立體網(wǎng)格I的電流分配給相關(guān)的側(cè)邊SI，S2, S3, S4，計(jì)算立體網(wǎng)格I中包含的電路模塊Al距離各個(gè)側(cè)邊的距離dl，d2，d3，d4。在一個(gè)例子中，以上距離是電路模塊部分Al的幾何中心距離各個(gè)側(cè)邊的距離。基于計(jì)算出的各個(gè)距離，確定側(cè)邊的電流分配權(quán)重。例如,在一個(gè)例子中，將側(cè)邊SI的權(quán)重定義為wl=dl/ (dl+d2+d3+d4)，側(cè)邊S2的權(quán)重定義為w2=d2/(dl+d2+d3+d4)，側(cè)邊S3的權(quán)重定義為w3=d3/(dl+d2+d3+d4)，側(cè)邊S4的權(quán)重定義為w4=d4/ (dl+d2+d3+d4)。由此，側(cè)邊SI從立體網(wǎng)格I分配到的電流為wl*2IA/3。類似地，其他側(cè)邊i從立體網(wǎng)格I分配到的電流為立體網(wǎng)格I的電流乘以側(cè)邊i的權(quán)重wi。下面考慮立體網(wǎng)格2。立體網(wǎng)格2包含電路模塊A2和電路模塊B。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于電路模塊A2和B的每一個(gè)，如前所述地計(jì)算其中心到各個(gè)側(cè)邊S3，S4, S5, S6的距離，基于這些距離計(jì)算各個(gè)側(cè)邊從電路模塊分配到的電流，然后對(duì)兩個(gè)電路模塊A2和B分配到同一側(cè)邊的電流進(jìn)行疊加作為該·側(cè)邊從立體網(wǎng)格分配到的電流。例如，對(duì)于側(cè)邊N3，假定該側(cè)邊相對(duì)于電路模塊A2的電流分配權(quán)重為wA，相對(duì)于電路模塊B的電流分配權(quán)重為wB，那么側(cè)邊3從立體網(wǎng)格2分配到的電流可以表示為wa*Ia/3+wb*Ib。在另一實(shí)施例中，對(duì)于立體網(wǎng)格中包含的多個(gè)電路模塊，首先將該多個(gè)電路模塊聚集成一個(gè)總電路模塊并確定該總電路模塊的中心。在一個(gè)例子中，可以計(jì)算所述多個(gè)電路模塊總體的幾何中心作為總電路模塊的中心?；蛘?，在另一例子中，綜合考慮所述多個(gè)電路模塊的電流和位置，計(jì)算該多個(gè)電路模塊的“重心”作為總電路模塊的中心。然后如前所述地計(jì)算立體網(wǎng)格的各個(gè)側(cè)邊相對(duì)于該總電路模塊的電流分配權(quán)重，最后按照計(jì)算的權(quán)重將立體網(wǎng)格的總電流分配到各個(gè)側(cè)邊。例如，對(duì)于圖10的立體網(wǎng)格2，可以將電路模塊A2和電路模塊B聚集成一個(gè)總電路模±夾，并基于電路模塊A2和電路模塊B的位置和電流計(jì)算其“重心”作為總電路模塊的中心。接著，計(jì)算該總電路模塊的中心距離側(cè)邊N3，N4, N5, N6的距離，由此計(jì)算各個(gè)側(cè)邊的綜合電流分配權(quán)重。最后，將側(cè)邊i分配的電流確定為立體網(wǎng)格的總電流乘以該側(cè)邊的綜合電流分配權(quán)重。
[0064]以上結(jié)合具體例子描述了根據(jù)立體網(wǎng)格中電路模塊的位置分布將立體網(wǎng)格電流分配給側(cè)邊的步驟4321。接著，如前所述地執(zhí)行步驟4322和4323，確定某一側(cè)邊的相關(guān)立體網(wǎng)格，并對(duì)各個(gè)相關(guān)立體網(wǎng)格分配的電流進(jìn)行疊加，從而獲得該側(cè)邊的電流。
[0065]盡管以上具體描述了先將電路模塊的電流分配到立體網(wǎng)格，再基于立體網(wǎng)格的電流確定側(cè)邊電流的例子，但是這些例子僅僅為了更清楚地描述側(cè)邊電流計(jì)算過程，而不具有任何限制性。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以上具體描述的實(shí)施例的基礎(chǔ)上還可以進(jìn)行進(jìn)一步的修改，這樣的修改也應(yīng)包含在本發(fā)明的構(gòu)思之內(nèi)。
[0066]在步驟43中確定了至少一個(gè)側(cè)邊的電流的基礎(chǔ)上，就可以執(zhí)行步驟44，其中基于所確定的側(cè)邊的電流，評(píng)估3D IC的供電。在一個(gè)實(shí)施例中，基于側(cè)邊電流評(píng)估3D IC的供電包括，將所計(jì)算的側(cè)邊電流輸入到與3D IC對(duì)應(yīng)的模擬電路中，基于模擬電路的輸出結(jié)果來評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)。該模擬電路可以是基于3D IC的物理特性和以上獲取的側(cè)邊電流來模擬3D IC實(shí)際電流情況的虛擬電路。圖1lA示出一個(gè)模擬電路的示例。如圖所示，模擬電路中包括有電阻RP，Re以及電容C，其中電阻Rp代表電源端電阻，與上述3D IC中與外部供電網(wǎng)直接相連的焊球的分布和物理特性以及3D IC芯片間的連接柱的物理特性有關(guān)；Re代表地端電阻，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定；C代表3D IC中芯片的電容，與芯片本身的屬性相關(guān)。對(duì)于這樣的模擬電路，假定在箭頭處輸入步驟42中確定的某側(cè)邊的電流，在A處測(cè)量模擬電路的結(jié)果，可以得到圖1lB所示的電壓波形圖。在圖1lB中，從電壓初始值到穩(wěn)定狀態(tài)的電壓之間的高度差Hl對(duì)應(yīng)于IR壓降，穩(wěn)定狀態(tài)下電壓的振幅H2稱為穩(wěn)態(tài)擺幅，電壓初始值到電壓最低點(diǎn)之間的高度差H3稱為階躍響應(yīng)幅度。IR壓降、穩(wěn)態(tài)擺幅和階躍響應(yīng)幅度是評(píng)估電源供應(yīng)特性的常用特征量。通過分析模擬電路的輸出結(jié)果，可以對(duì)3D IC的電源供應(yīng)的特點(diǎn)，例如其穩(wěn)定性、魯棒性、信噪比等，進(jìn)行各種分析?？梢岳斫猓陨系哪M電路僅僅是一種示例。在現(xiàn)有技術(shù)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)能夠采用多種模擬電路來進(jìn)行輸出信號(hào)的分析和模擬。相應(yīng)地，在步驟44中可以采用與現(xiàn)有技術(shù)類似的適當(dāng)模擬電路。不過，不同的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，將通過步驟41-43計(jì)算的側(cè)邊電流用于模擬電路來獲得模擬結(jié)果，從而對(duì)3D IC的電源供應(yīng)進(jìn)行分析和評(píng)估。
[0067]在一個(gè)實(shí)施例中，基于側(cè)邊電流評(píng)估3D IC的供電包括，記錄多個(gè)側(cè)邊的電流，由此評(píng)估3D IC中的電流分布。這樣的電流分布信息可以用于在前仿真中設(shè)計(jì)芯片間連接柱的分布，或者改進(jìn)已經(jīng)設(shè)計(jì)的分布。在后仿真的情況下，可以在步驟44基于側(cè)邊電流對(duì)3DIC連接柱的電流進(jìn)行仿真和驗(yàn)證。
[0068]可以理解，除了以上列舉的應(yīng)用之外，步驟43獲得的側(cè)邊電流可以用于在其他方面評(píng)估和分析3D IC的電源供應(yīng)。因此，本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)3D IC的電源設(shè)計(jì)特點(diǎn)將3D IC網(wǎng)格化，確定出立體網(wǎng)格側(cè)邊的電流作為3D IC的特征電流?；谒_定的特征電流，就可以對(duì)3D IC的電源供應(yīng)進(jìn)行多方面的分析和評(píng)估，例如穩(wěn)定性、噪聲、魯棒性等。由此，本發(fā)明實(shí)施例使得專門針對(duì)3D IC進(jìn)行電源分析成為可能。
[0069]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的裝置。圖12示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的評(píng)估裝置的框圖。如圖12所示，本實(shí)施例的評(píng)估3D IC電源供應(yīng)的裝置總體上由120表示，并且裝置120包括:信息獲取單元121，配置為獲取所述3D IC的特定區(qū)域中的電路模塊的電流信息和布局信息；網(wǎng)格化單元122，配置為將所述特定區(qū)域網(wǎng)格化，從而形成至少一個(gè)立體網(wǎng)格，所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格具有沿所述3D IC的芯片堆疊方向的多個(gè)側(cè)邊；電流確定單元123，配置為基于所述電流模塊的電流信息和布局信息確定所述多個(gè)側(cè)邊中的至少一個(gè)側(cè)邊的電流；以及評(píng)估單元124，配置為基于所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流，評(píng)估所述3D IC的電源供應(yīng)。
[0070]在一個(gè)實(shí)施例中，上述信息獲取單元121配置為:獲取所述電路模塊的種類；以及基于所述電路模塊的種類，查詢電路模塊信息庫，從而獲得所述電路模塊的電流信息。
[0071]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電流確定單元123配置為，基于所述電路模塊的布局信息確定該電路模塊與所述至少一個(gè)側(cè)邊的距離，從而確定該電路模塊對(duì)該至少一個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重；將至少一部分電路模塊的電流進(jìn)行加權(quán)求和，將求和結(jié)果作為該至少一個(gè)側(cè)邊的電流。
[0072]在一個(gè)實(shí)施例中，所述電流確定單元123包括:網(wǎng)格電流分配子單元(未示出)，配置為根據(jù)所述電路模塊的電流信息和布局信息為所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配電流；側(cè)邊電流計(jì)算子單元(未示出)，配置為基于所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流計(jì)算所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流。
[0073]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電流確定單元123中的網(wǎng)格電流分配子單元配置為:根據(jù)所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格中的立體網(wǎng)格k所涉及的某一電路模塊j的布局信息確定該電路模塊j落在立體網(wǎng)格k中的體積相對(duì)于該電路模塊j的總體積的體積比例；以所述體積比例為權(quán)重，對(duì)立體網(wǎng)格k中所涉及的各個(gè)電路模塊j的電流進(jìn)行求和，從而確定立體網(wǎng)格k分配到的電流。
[0074]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述電流確定單元123中的側(cè)邊電流計(jì)算子單元配置為:將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流分配給相關(guān)的側(cè)邊；對(duì)于所述至少一個(gè)側(cè)邊中的側(cè)邊i，確定與該側(cè)邊i相關(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)格；將所確定的相關(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)格分別分配到該側(cè)邊i的電流進(jìn)行疊加，從而確定該側(cè)邊i的電流。
[0075]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，上述側(cè)邊電流計(jì)算子單元配置為，將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流平均分配給相關(guān)的側(cè)邊。
[0076]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，側(cè)邊電流計(jì)算子單元配置為，對(duì)于立體網(wǎng)格k中包含的電路模塊j，根據(jù)電路模塊的布局信息計(jì)算電路模塊j到立體網(wǎng)格k的各個(gè)側(cè)邊的距離，基于計(jì)算的距離確定各個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重，根據(jù)確定的電流分配權(quán)重將立體網(wǎng)格k的電流中與電路模塊j對(duì)應(yīng)的部分分配給各個(gè)側(cè)邊。
[0077]在一個(gè)實(shí)施例中，所述側(cè)邊電流計(jì)算子單元配置為，對(duì)于立體網(wǎng)格k中包含的多個(gè)電路模塊，根據(jù)電路模塊的布局信息計(jì)算該多個(gè)電路模塊共同的重心，并計(jì)算該重心到立體網(wǎng)格k的各個(gè)側(cè)邊的距離，基于計(jì)算的距離確定各個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重，根據(jù)確定的電流分配權(quán)重將立體網(wǎng)格k的總電流分配給各個(gè)側(cè)邊。
[0078]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，上述評(píng)估單元124配置為，將所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流輸入到與3D IC對(duì)應(yīng)的模擬電路中，基于模擬電路的輸出結(jié)果來評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)。
[0079]以上評(píng)估裝置120的具體執(zhí)行方式可以參照之前結(jié)合具體例子對(duì)圖4的方法的描述，在此不再贅述。在一個(gè)實(shí)施例中，上述評(píng)估裝置120可以實(shí)現(xiàn)為現(xiàn)有芯片設(shè)計(jì)工具的附加功能模塊或插件，以增強(qiáng)現(xiàn)有設(shè)計(jì)工具的功能。在一個(gè)實(shí)施例中，上述評(píng)估裝置120可以實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立的評(píng)估工具。
[0080]利用本發(fā)明實(shí)施例的方法和裝置，可以有效地針對(duì)3D IC的特點(diǎn)對(duì)其電源供應(yīng)進(jìn)行評(píng)估和分析。
[0081]可以理解，附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或操作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來實(shí)現(xiàn)。
[0082] 以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的技術(shù)改進(jìn)，或者使本【技術(shù)領(lǐng)域】的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的方法，包括: 獲取所述3D IC的特定區(qū)域中包含的電路模塊的電流信息和布局信息； 將所述特定區(qū)域網(wǎng)格化，從而形成至少一個(gè)立體網(wǎng)格，所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格具有沿所述3D IC的芯片堆疊方向的多個(gè)側(cè)邊； 基于所述電路模塊的電流信息和布局信息確定所述多個(gè)側(cè)邊中的至少一個(gè)側(cè)邊的電流；以及 基于所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流，評(píng)估所述3D IC的電源供應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中獲取所述電路模塊的電流信息包括: 獲取所述電路模塊的種類；以及 基于所述電路模塊的種類，查詢電路模塊信息庫，從而獲得所述電路模塊的電流信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中確定至少一個(gè)側(cè)邊的電流包括: 基于所述電路模塊的布局信息確定該電路模塊與所述至少一個(gè)側(cè)邊的距離，從而確定該電路模塊對(duì)該至少一個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重； 將至少一部分電路模塊的電流進(jìn)行加權(quán)求和,將求和結(jié)果作為該至少一個(gè)側(cè)邊的電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中確定至少一個(gè)側(cè)邊的電流包括:· 根據(jù)所述電路模塊的電流信息和布局信息為所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配電流； 基于所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流計(jì)算所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中為所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配電流包括: 根據(jù)所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格中的立體網(wǎng)格k所涉及的某一電路模塊j的布局信息確定該電路模塊j落在立體網(wǎng)格k中的體積相對(duì)于該電路模塊j的總體積的體積比例； 以所述體積比例為權(quán)重，對(duì)立體網(wǎng)格k中所涉及的各個(gè)電路模塊的電流進(jìn)行求和，從而確定立體網(wǎng)格k分配到的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其中所述基于至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流計(jì)算所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流包括: 將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流分配給相關(guān)的側(cè)邊； 對(duì)于所述至少一個(gè)側(cè)邊中的側(cè)邊i，確定與該側(cè)邊i相關(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)格； 將所述與側(cè)邊i相關(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)格分別分配到該側(cè)邊i的電流進(jìn)行疊加，從而確定該側(cè)邊i的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流分配給相關(guān)的側(cè)邊包括，將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流平均分配給相關(guān)的側(cè)邊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流分配給相關(guān)的側(cè)邊包括，對(duì)于立體網(wǎng)格k中包含的電路模塊j，根據(jù)該電路模塊j的布局信息計(jì)算電路模塊j到立體網(wǎng)格k的各個(gè)側(cè)邊的距離，基于計(jì)算的距離確定各個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重，根據(jù)確定的電流分配權(quán)重將立體網(wǎng)格k的電流中與電路模塊j對(duì)應(yīng)的部分分配給各個(gè)側(cè)邊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流分配給相關(guān)的側(cè)邊包括，對(duì)于立體網(wǎng)格k中包含的多個(gè)電路模塊，根據(jù)電路模塊的布局信息計(jì)算該多個(gè)電路模塊共同的重心，并計(jì)算該重心到立體網(wǎng)格k的各個(gè)側(cè)邊的距離，基于計(jì)算的距離確定各個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重，根據(jù)確定的電流分配權(quán)重將立體網(wǎng)格k的總電流分配給各個(gè)側(cè)邊。
10.一種評(píng)估3D IC的電源供應(yīng)的裝置，包括: 信息獲取單元，配置為獲取所述3D IC的特定區(qū)域中的電路模塊的電流信息和布局信息； 網(wǎng)格化單元，配置為將所述特定區(qū)域網(wǎng)格化，從而形成至少一個(gè)立體網(wǎng)格，所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格具有沿所述3D IC的芯片堆疊方向的多個(gè)側(cè)邊； 電流確定單元，配置為基于所述電路模塊的電流信息和布局信息確定所述多個(gè)側(cè)邊中的至少一個(gè)側(cè)邊的電流；以及 評(píng)估單元，配置為基于所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流，評(píng)估所述3D IC的電源供應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述信息獲取單元配置為: 獲取所述電路模塊的種類；以及 基于所述電路模塊的種類，查詢電路模塊信息庫，從而獲得所述電路模塊的電流信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中所述電流確定單元配置為，基于所述電路模塊的布局信息確定該電路模塊與所述至少一個(gè)側(cè)邊的距離，從而確定該電路模塊對(duì)該至少一個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重；將至少一部分電路模塊的電流進(jìn)行加權(quán)求和，將求和結(jié)果作為該至少一個(gè)側(cè)邊的電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其中所述電流確定單元包括:· 網(wǎng)格電流分配子單元，配置為根據(jù)所述電路模塊的電流信息和布局信息為所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配電流； 側(cè)邊電流計(jì)算子單元，配置為基于所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流計(jì)算所述至少一個(gè)側(cè)邊的電流。
14.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中所述網(wǎng)格電流分配子單元配置為: 根據(jù)所述至少一個(gè)立體網(wǎng)格中的立體網(wǎng)格k所涉及的某一電路模塊j的布局信息確定該電路模塊j落在立體網(wǎng)格k中的體積相對(duì)于該電路模塊j的總體積的體積比例； 以所述體積比例為權(quán)重，對(duì)立體網(wǎng)格k中所涉及的各個(gè)電路模塊的電流進(jìn)行求和，從而確定立體網(wǎng)格k分配到的電流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14或15的裝置，其中所述側(cè)邊電流計(jì)算子單元配置為: 將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流分配給相關(guān)的側(cè)邊； 對(duì)于所述至少一個(gè)側(cè)邊中的側(cè)邊i，確定與該側(cè)邊i相關(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)格； 將所述與側(cè)邊i相關(guān)聯(lián)的立體網(wǎng)格分別分配到該側(cè)邊i的電流進(jìn)行疊加，從而確定該側(cè)邊i的電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中所述側(cè)邊電流計(jì)算子單元配置為，將各個(gè)立體網(wǎng)格分配到的電流平均分配給相關(guān)的側(cè)邊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中所述側(cè)邊電流計(jì)算子單元配置為，對(duì)于立體網(wǎng)格k中包含的電路模塊j，根據(jù)該電路模塊j的布局信息計(jì)算電路模塊j到立體網(wǎng)格k的各個(gè)側(cè)邊的距離，基于計(jì)算的距離確定各個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重，根據(jù)確定的電流分配權(quán)重將立體網(wǎng)格k的電流中與電路模塊j對(duì)應(yīng)的部分分配給各個(gè)側(cè)邊。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中所述側(cè)邊電流計(jì)算子單元配置為，對(duì)于立體網(wǎng)格k中包含的多個(gè)電路模塊，根據(jù)電路模塊的布局信息計(jì)算該多個(gè)電路模塊共同的重心，并計(jì)算該重心到立體網(wǎng)格k的各個(gè)側(cè)邊的距離，基于計(jì)算的距離確定各個(gè)側(cè)邊的電流分配權(quán)重，根據(jù)確定的電流分配權(quán)重將立體網(wǎng)格k 的總電流分配給各個(gè)側(cè)邊。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103853861SQ201210506993
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】尹文 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司