專利名稱：：合成電流源驅(qū)動模型用于分析單元特征的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及超大^f莫集成(VLSI)芯片設(shè)計的網(wǎng)表(netlist)中的邏輯級(logicstage)的性能分析。特別地，本發(fā)明涉及合成在分析邏輯級的定時和噪聲特征中使用的電流源模型。
背景技術(shù)：
：靜態(tài)定時分析器被廣泛用作優(yōu)化和驗證超大規(guī)模集成(VLSI)芯片的設(shè)計的工具。例如，通常由網(wǎng)表表示的VLSI芯片i殳計可以被分成組合邏輯的多個連續(xù)邏輯級。舉例來說，邏輯級可以包括一個或多個不同的驅(qū)動門(例如，4象非線性驅(qū)動門)，以及一個或多個互連負載?？梢允褂美绾喕€性驅(qū)動模型或電流源模型，通過在邏輯級內(nèi)部建?；蚍抡娣蔷€性驅(qū)動門來實現(xiàn)或?qū)嵤┻壿嫾壍姆治?。舉例來說，可以通過遵循本領(lǐng)域已知的C-effective(C有效)過程，在某些靜態(tài)定時分析器中生成或創(chuàng)建線性驅(qū)動模型。隨著電子設(shè)計和積極設(shè)備擴縮(scaling)的出現(xiàn)，舉例來說，諸如納米晶體管的電子設(shè)備的電特征由于增加的短通道效應而日益變得非線性。另外，典型導線與驅(qū)動的電阻比率也隨著該擴縮而成比例增加。使用常規(guī)的基于C-effective的線性驅(qū)動模型來精確捕獲在驅(qū)動輸出處的邏輯級的輸出波形變得越來越困難。在網(wǎng)表中，由于例如耦合噪聲，鄰近邏輯級可以影響邏輯級的性能。從一個或多個鄰近邏輯級接收噪聲的邏輯級可以是受害級(victimstage)，在此被稱為受害方或受害級或受害單元(victimcell)。將噪聲耦合到鄰近邏輯級的邏輯級可以是攻擊級(aggressorstage)，在此被稱為攻擊方或攻擊級或攻擊單元。切換(switch)攻擊方內(nèi)部的驅(qū)動可以使得噪聲或噪聲假信號(glitch)耦合到受害級。噪聲通?？梢詫е略谕瑫r切換的受害級的延遲上的改變。在這種情況下，噪聲可以被稱為延遲噪聲。如果受害級是靜態(tài)的，即受害級并沒有切換，則來自切換攻擊級的噪聲可以通過受害級潛在地傳播，并且鎖存到例如受害級的存儲元件中，從而造成受害級的功能故障。造成受害級的功能故障的噪聲可以,皮稱為功能噪聲。舉例來說，還可以按照C-effective過程來對造成受害級的功能故障的噪聲或噪聲假信號進行建模?；贑-effective過程的建模使用兩個參數(shù)來對噪聲的峰值和區(qū)域進行建模，并且因此可能在本質(zhì)上不足以捕獲噪聲的其它特征，例如，像噪聲的不對稱波形。另外，由于驅(qū)動的增加的非線性，基于C-effective過程的建?？赡懿荒軌?qū)︱?qū)動門進行精確建模。此外，基于C-effective過程的建?？赡苄枰渌^程來實現(xiàn)三維門特征化(gatecharacterization),其可以包括例如兩個假信號參數(shù)和用于輸出電容的一個參數(shù)。對于在攻擊級與受害級之間的對準(alignment)分析，在本領(lǐng)域中建議可以使用基于線性驅(qū)動模型的方法。該方法要求創(chuàng)建預特征化的(pre-characterized)四維查找表，并且其并不基于當前存在的單元庫，例如當前工業(yè)標準單元庫。這里，術(shù)語"對準"指的是在受害級與攻擊級之間造成受害級輸出處的延遲或延遲噪聲的條件。最壞情況的對準可以是其中受害級在驅(qū)動輸出處經(jīng)歷最大延遲的情況。已經(jīng)觀察到對準可以取決于邊緣速率(edgerate)、噪聲寬度、噪聲高度，以及受害單元的接收方負載。在本領(lǐng)域中還建議可以使用非線性DC(直流)電流源模型來分析邏輯級的定時和噪聲特征。非線性DC電流源模型可以取決于輸入和輸出電壓。使用該非線性DC電流源模型，可以利用密勒(Miller)電容(Cm)和輸出電容(C。)來創(chuàng)建和擴充二維查找表，以便捕獲寄生電容效應。已經(jīng)顯示使用該DC電流源模型可以獲得對于任意輸入波形和任意輸出負栽來說的快速和相對精確的分析。對于驅(qū)動的非線性仿真使用了一些固定的時間步長(time-step)，并且4吏用了遞歸巻積來仿真互連。然而，該方法要求具有新的特征化數(shù)據(jù)格式的新庫，以便生成查找表。另外，該方法并沒有解決延遲噪聲分析的問題。在本領(lǐng)域中給出了另一種方法，用于使用非線性電流源驅(qū)動^^型來計算由于耦合噪聲而在接收方級(即，受害級)的輸出處造成的延遲上的改變。根據(jù)該方法，最壞情況的對準搜索可以凈皮方程化為受約束的非線性優(yōu)化問題，其目的在于標識在接收方級的輸出處的延遲上的相對大的改變，例如，最大改變。該方法要求使用非線性仿真來評估在接收方輸出處的噪聲響應，以便找到對準。對于單個定時級來說，找到對準的過程可能要求非線性仿真的若干迭代。因此，這一基于非線性編程(NLP)的方法可能需要相當多的運行時并且可能影響采用該方法的靜態(tài)定時分析器的整體效率。另外，可能還需要修改現(xiàn)有的庫特征化流和庫格式，以便從SPICE特征化明確獲得DC電流源模型。這樣的改變實際上不是可行的，因為其可能需要在設(shè)計和優(yōu)化流中的強有力的改變。響應于如上所述在邏輯級中對非線性驅(qū)動建模的需要，電子設(shè)計自動化(EDA)工業(yè)向標準庫格式添加了新的門特征化數(shù)據(jù)，例如，有效電流源模型(ECSM)以及復合電流源模型(CCSM)。類似于現(xiàn)有的庫特征化流，ECSM中的門^皮特征化用于一系列輸入變化(inputslew)和輸出負載電容以及用于每個輸入變化和輸出負載電容d，提供了輸出電壓波形的分段線性描述。ECSM查找表是對單元庫中常規(guī)的延遲和輸出變化(outputslew)查找表的簡單和漸增擴展。類似地，CCSM查找表包括分段線性輸出電流波形，而不是ECSM中的輸出電壓波形。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，以及對應的系統(tǒng)和計算積艱序。本發(fā)明的實施例可以提供一種用于使用可從單元庫獲得的數(shù)據(jù)來合成電流源模型的方法。所述電流源模型可以是，例如，從符合例如CCSM和/或ECSM格式的數(shù)據(jù)合成的電流源驅(qū)動模型。根據(jù)所述方法的一個實施例，分析方程或表達式，例如雙曲正切函數(shù)，可以用于表示所述電流源模型，其對邏輯級中的驅(qū)動進行建模，以便仿真所述邏輯級的定時和噪聲特征。另外，所述方法的實施例可以在計算上找到在攻擊級與受害級之間由耦合到所述受害級的噪聲在所述受害級中引起延遲的對準條件。例如，所述方法的實施例可以找到當達到受害級的相對大的跨導(trans-conductance)增益(例如，在預定輸入和輸出電壓范圍內(nèi)的最大增益)時的對準務fr。根據(jù)一個實施例，受害級的跨導增益可以與受害單元中的延&目關(guān)聯(lián)。本發(fā)明的實施例可以提供一種用于實現(xiàn)對網(wǎng)表中的至少一個邏輯級的分析的方法，所述至少一個邏輯級可以具有至少一個驅(qū)動。所述方法的一個實施例可以包括基于輸入和輸出電壓值，使用可從單元庫獲得的數(shù)據(jù)來為輸出瞬態(tài)電流生成至少一個查找表；使用所述查找表來分析性地合成可以包括DC分量以及一個或多個寄生電容的至少一個電流源模型；使用對所述驅(qū)動進行建模的所述電流源模型來仿真所述邏輯級；以及按照仿真獲得所述邏輯級的特征。根據(jù)方法的一個實施例，所述單元庫可以是工業(yè)標準單元庫。根據(jù)方法的另一個實施例，所述單元庫可以包括符合有效電流源模型(ECSM)和/或復合電流源模型(CCSM)的根據(jù)方法的一個實施例，合成所述電流源模型可以包括使用雙曲正切函數(shù)并將所述雙曲正切函數(shù)曲線擬合到可從所述查找表獲得的輸出瞬態(tài)電流的值來表示所述電流源模型的DC分量。此外，曲線擬合到所述輸出瞬態(tài)電流的值可以包括使用非線性回歸來確定定義所述雙曲正切函數(shù)的參數(shù)。根據(jù)方法的另一個實施例，合成所述電流源;漠型可以進一步包括通過將所述電流源模型曲線擬合到可從所述查找表獲得的輸出瞬態(tài)電流的值來確定所述一個或多個寄生電容的值。根據(jù)方法的一個實施例，獲得特征可以包括分析性地確定所述邏輯級的跨導增益，以及標識用于達到預定增益的、輸入和輸出電壓的至少一個條件。例如，所述預定增益可以是對于給定輸入和輸出電壓范圍的所述邏輯級的最大增益。此外，所述特征可以包括所述邏輯級的定時和噪聲特征。根據(jù)方法的另一個實施例，生成用于所述輸出瞬態(tài)電流的查找表可以包括分析性地將所述輸入和輸出電壓以及輸出瞬態(tài)電流分別表示為時間的函數(shù)；在預先確定的時間間隔處對所述輸入和輸出電壓以及輸出瞬態(tài)電流進行采樣；基于所采樣的輸入和輸出電壓值，對所采樣的輸出瞬態(tài)電流值進行分類；以及在預定間隔的輸入和輸出電壓值處對所述輸出瞬態(tài)電流進行重新采樣。根據(jù)方法的一個實施例，將所述輸出瞬態(tài)電流表示為時間的函數(shù)可以包括將可從所述單元庫獲得的所述輸出電壓的數(shù)據(jù)曲線擬合到閉式分析方程；計算所述閉式分析方程的導數(shù)；以及換算所述導數(shù)以表示所述輸出瞬態(tài)電流。另外，根據(jù)一個實施例，曲線擬合所述輸出電壓可以包括將所述輸出電壓曲線擬合到威布爾(Weibull)累積分布方程?？蛇x地，根據(jù)另一個實施例，將所述輸出電壓表示為時間的函數(shù)可以包括將可從所述單元庫獲得的所述輸出瞬態(tài)電流的數(shù)據(jù)曲線擬合到閉式分析方程；計算所述閉式分析方程的積分；以及換算所述積分以表示所述輸出電壓。根據(jù)方法的一個實施例，曲線擬合所述輸出瞬態(tài)電流可以包括將所述輸出瞬態(tài)電流曲線擬合到二次方程。本發(fā)明的實施例可以提供用于分析由于輸入瞬態(tài)電壓導致的在受害級的輸出處的延遲的方法。根據(jù)一個實施例，一種方法可以包括使用可從至少一個單元庫獲得的數(shù)據(jù)來在至少一個合成電流源模型的情況下仿真受害級；將所述受害級的跨導增益與所述輸出處的延W目關(guān)聯(lián)；以及通過分析所仿真的受害級來確定造成所述跨導增益的預定值的輸入和輸出電壓。本發(fā)明的實施例可以提供一種用于執(zhí)行如上所述的方法的實施例的系統(tǒng)。本發(fā)明的實施例還可以提供一種可以實現(xiàn)如上所述方法(如果由機器或數(shù)據(jù)處理單元執(zhí)行的話)的機器可讀介質(zhì)。提供了基于本發(fā)明的一些實施例的仿真結(jié)果，其演示了與可從基于SPICE仿真獲得的結(jié)果的相對好的匹配，后者通常被認為是基準仿真。結(jié)合附圖，4艮據(jù)以下對本發(fā)明的詳細描述將更充分地理解和體會本發(fā)明，在附圖中圖l是如本領(lǐng)域中已知的電流源模型的簡化圖說明；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合成電流源模型的方法的簡化流程圖說明；圖3A-3H是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對基于瞬態(tài)輸入和輸出電壓來生成用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的方法的圖示說明；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對基于瞬態(tài)輸入和輸出電壓來生成用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的方法的流程圖說明；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對使用來自用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的數(shù)據(jù)來合成由DC電流源模型和寄生電容器所表示的電流源模型的方法的流程圖說明；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對作為輸入和輸出電壓的函數(shù)的邏輯級的跨導增益的圖示說明；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對標識在受害級的輸出處造成延遲噪聲的條件的方法的流程圖說明；圖8A和8B是依照本發(fā)明的一些實施例的分別在各種輸入變化下的延遲和輸出變化的樣例仿真結(jié)果；圖9A和9B是分別依照本發(fā)明的一些實施例的相對延遲誤差和相對輸出變化誤差的樣例仿真結(jié)果；圖10A和10B是分別依照本發(fā)明的一些實施例的輸出區(qū)域誤差關(guān)于輸入寬度和輸入峰值的樣例仿真結(jié)果；圖11A和11B是分別依照本發(fā)明的一些實施例的輸出峰值誤差關(guān)于輸入寬度和輸入J^值的樣例仿真結(jié)果；圖12A和12B是分別依照本發(fā)明的一些實施例的相對輸出區(qū)域誤差和相對輸出峰值誤差的樣例仿真結(jié)果；以及圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的適于合成電流源模型的系統(tǒng)的圖示說明。應當理解，為了說明的簡化和清楚起見，附圖中所示出的元件不一定按比例繪制。例如，為清楚起見，可以相對于其它元件放大一些元件的尺寸。具體實施例方式在下面的詳細描述中，闡述了許多具體細節(jié)，以^更提供對本發(fā)明的實施例的透徹理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以在不具有這些具體細節(jié)的情況下實施本發(fā)明的這些實施例。在其它實例中，并沒有詳細描述公知方法和過程，以便不模糊本發(fā)明的實施例。下面詳細描述的某些部分是就關(guān)于電和/或電子信號的操作的算法和符號表示而給出的。這些算法描述是這樣的表示，即其是可以由電氣和電子工程以及VLSI芯片設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)人員使用的技術(shù)，以便將其工作的實質(zhì)傳達給本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員。在這里，一般認為算法是導致所期望或預期的結(jié)果的行為、動作或操作的自相容序列。這些包括但不限于物理量的物理操作。通常，盡管并不一定，這些量采取能夠被存儲、傳送、組合、比較、轉(zhuǎn)化以及其它能被操作的方式的電或電子信號的形式。已經(jīng)多次證明將這些信號稱為比特、值、元素、符號、字符、項號等等是方便的(主要由于常用的原因)。然而，應當理解，所有這些以及類似術(shù)語都將與適當?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，并且僅僅是應用于這些量的方便標記。在下面的描述中，按照不同的方式給出了各種附圖、示圖、流程圖、模型以及描述，以便有效傳達實質(zhì)以及說明在本申請中給出的本發(fā)明的不同實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應當理解，提供這些僅僅作為示例性樣例，并且不應當構(gòu)成對本發(fā)明的限制。圖1是如本領(lǐng)域^J^P的電流源模型的簡化圖說明。舉例來說，可以由DC電流源才莫型101、第一電容102(Cm)(其可以包括例如在輸入與輸出之間的密勒電容)、第二電容103(CJ(其可以包括例如在輸出點105與接地點(groundpoint)106之間的寄生電容)，以及輸出負載104來表示電流源模型100。電流源模型100可以基于所接收到的輸入電壓激勵111(Vi)產(chǎn)生輸出電壓響應112(V。)。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的合成電流源模型的方法的簡化流程圖說明。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以使用可從單元庫(其可以是工業(yè)標準單元庫)獲得的特征化數(shù)據(jù)來合成圖1中的電流源模型100，特別地，DC電流源^t型101。換句話說，可以使用符合例如工業(yè)標準的CCSM和/或ECSM數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)來合成DC電流源模型101。然而，本發(fā)明并不限于該方面，并且可以使用符合其它數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)。在操作210處，該方法的一個實施例可以生成用于輸出瞬態(tài)電流的查找表?；谳斎牒洼敵鲭妷褐?，查找表可以是二維的，由此可以確定輸出瞬態(tài)電流?？梢酝ㄟ^分段(piecewise)采樣可從單元庫的CCSM數(shù)據(jù)獲得的輸出電流和/或分段采樣可從單元庫的ECSM數(shù)據(jù)獲得的輸出電壓來生成或創(chuàng)建查找表。在操作212處，可以確定或估計輸出瞬態(tài)電流的DC分量。根據(jù)該方法的一個實施例，該DC分量可以使用閉式分析表達式來表示，但是本發(fā)明并不限于該方面，并且可以使用其它形式的表達式，例如數(shù)字表達式。閉式分析表達式可以包括移位和伸縮的雙曲正切函數(shù)?？梢酝ㄟ^，例如，基于非線性回歸而曲線擬合到來自用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的數(shù)據(jù)子集，確定或判定定義雙曲正切函數(shù)的參數(shù)，例如移位參數(shù)和伸縮參數(shù)。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解本發(fā)明并不限于該方面，并且可以使用其它形式的分析表達式或函數(shù)或方程。在操作214處，在操作212處估計的DC電流以及來自用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的另一數(shù)據(jù)子集可以用于估計或確定電容，例如，像圖1中所示出的電流源^f莫型100的密勒電容102(Cm)和輸出電容103(C。)。因此，通過在節(jié)點或輸出點105處應用基爾霍夫(Kirchoff)電流定律(KCL)，可以使用DC分量和電容(Cm，C。)分析性地表示輸出瞬態(tài)電流。一般而言，例如，KCL要求在任何一個特定節(jié)點(節(jié)點105)，所有輸入電流的總和應當?shù)扔谒休敵鲭娏鞯目偤?。在操?16處，可以使用所估計的寄生電容以及用于輸出瞬態(tài)電流的查找表來更新DC電流。該更新可以通過將DC電流曲線擬合到輸出瞬態(tài)電流的值，如以下參照圖5所詳細描述的。類似地，在操作218處，還可以通過使用所更新的DC電流以及用于輸出瞬態(tài)電流的查找表來更新寄生電容，例如，Cm和C。。根據(jù)一個實施例，在操作216和218處更新之后，所估計的DC電流和寄生電容可以足夠精確。然而，本發(fā)明并不限于該方面，并且可以重復操作216和218，直到DC電流和寄生電容收斂于可接受的窄范圍內(nèi)為止。在操作220處，可以將在操作216和218處獲得的DC電流和寄生電容應用于分析在給定輸入電壓波形條件下的電流源模型的輸出響應。合成電流源模型100(圖1)可以用于仿真VLSI芯片的網(wǎng)表中的驅(qū)動和/或邏輯級的性能。該性能可以包括例如定時和噪聲特征，但還有可能仿真其它特征。圖3A-3H是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對基于輸入和輸出電壓來生成用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的方法的圖示說明。圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，對基于輸入和輸出電壓來生成用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的方法的流程圖說明?？梢允褂每蓮暮欣缦馛CSM和/或ECSM數(shù)據(jù)格式這樣的數(shù)據(jù)條目格式的單元庫獲得的數(shù)據(jù)來生成或創(chuàng)建該查找表。還可以使用其它格式的數(shù)據(jù)。在操作410處，本方法的一個實施例可以判定在創(chuàng)建或生成查找表時要使用的單元庫中的數(shù)據(jù)格式，例如CCSM或ECSM。在操作411處，如果使用了CCSM,則輸出瞬態(tài)電流的數(shù)據(jù)對于輸入的不同轉(zhuǎn)換時間(transitiontime)或變化條件以及輸出的電容來說可以是可用的。圖3A是以分段格式示出的輸出瞬態(tài)電流波形之一的圖示說明。根據(jù)該方法的一個實施例，在操作412處以及圖3B中示出，該分段輸出電流波形可以通過應用線性和/或非線性回歸而凈皮曲線擬合成分析表達式Itr(t)。該分析表達式可以是例如二次表達式。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解本發(fā)明并不限于該方面，并且可以使用其它分析表達式或方程或函數(shù)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>在操作414處以及如圖3C中所示，輸出瞬態(tài)電流的分析表達式可以被積分并且然后利用輸出電容進行換算，以便創(chuàng)建輸出電壓V。(t)的分析表達式。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>在操作411處，如果使用了ECSM，則輸出瞬態(tài)電壓的數(shù)據(jù)對于輸入的不同轉(zhuǎn)換時間或變化條件以及輸出的電容來說可以是可用的。圖3D是以分段格式示出的輸出電壓波形之一的圖示說明。根據(jù)該方法的一個實施例，在操作422處以及如圖3E中所示，該分段輸出電壓可以通過線性和/或非線性回歸而4皮曲線擬合成分析表達式V。(t)，例如，威布爾累積分布函數(shù)(CDF)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解本發(fā)明并不限于該方面，并且可以通過其它分析表達式和/或函數(shù)對輸出電壓波形V。(t)進行建模。在操作422處獲得的輸出電壓波形V。(t)可以處于可微分形式。在操作424處以及如圖3F中所示，可以計算輸出電壓波形V。(t)的導數(shù)，然后可以利用輸出電容C。對其進行換算，以表示輸出瞬態(tài)電流Itr(t)。例如，微分和換算可以被表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>在操作416處以及如圖3G中所示，輸入電壓波形也可以被分析性地建模。可以使用例如飽和斜坡(saturatedramp)近寸以以及輸入變4匕值對輸入電壓波形Vj(t)進行建模?；谏厦娴牟僮?12-416,輸入電壓Vj(t)、輸出電壓V。(t)，以及輸出瞬態(tài)電流Itr(t)已經(jīng)可以被分別表示為時間的函數(shù)。在操作418處，可以在預先確定或預定的時間間隔處對輸入電壓Vj(t)、輸出電壓V。(t)以及輸出瞬態(tài)電流Itr(t)進行采樣，以便創(chuàng)建一組采樣數(shù)據(jù)。在操作420處以及如圖3H中所示，用于輸出瞬態(tài)電流的數(shù)據(jù)可以取決于輸入和輸出電壓而被分類。該方法的一個實施例可以進一步包括將輸入和輸出電壓(Vj，V。)的范圍分成預定或預先確定的格柵并且在多數(shù)格柵點處重新采樣輸出瞬態(tài)電流。該采樣可以通過插值法，但也可以使用數(shù)據(jù)采樣的其它方法。才艮據(jù)本發(fā)明的一個實施例，從單元庫的CCSM和/或ECSM，在不同輸入變化和輸出電容處的輸出瞬態(tài)電流的一個或多個條目可以被采樣和公式化，以便創(chuàng)建其相應的查找表。在一個實施例中，基于圖4中的操作以及圖3A-3H中所說明的，CCSM和/或ECSM中的所有條目都可以被處理，以便創(chuàng)建或生成查找表，由此可以基于輸入和輸出電壓值來判定輸出瞬態(tài)電流。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例對根據(jù)用于輸出瞬態(tài)電流的查找表來合成電流源模型的方法的流程圖說明。在操作511處，該方法的一個實施例可以應用分析表達式來創(chuàng)建可以是瞬態(tài)電流源模型的一部分的DC電流源模型。例如，移位和伸縮的雙曲正切函數(shù)可以用于表示DC分量或DC電流源才莫型。該函數(shù)可以如下表示。其中，移位參數(shù)ko和k2可以相對于輸出電壓V。線性變化，并且伸縮^lt和k3可以^示為輸出電壓V。的二次函數(shù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到，本發(fā)明并不限于該方面，并且可以對DC電流源模型使用其它的分析表達式。在操作512處，該方法的一個實施例可以通過在輸出節(jié)點105處應用KCL，基于上述DC分量以及多個寄生電容(例如，密勒電容Cm和輸出電容C。)來定義或創(chuàng)建瞬態(tài)電流源模型。該瞬態(tài)電流源模型可以具有如下分析表達式4化,r。)=^化,O—6)—(C。+C,一。在上述表達式中，變量Vi和/或v。上方的"點"表示變量的導數(shù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員由上面的表達式可以理解，在較慢輸入和輸出轉(zhuǎn)換條件下，輸出瞬態(tài)電流Itr(Vi，V。)的值可以相對精確地表示輸出瞬態(tài)電流Itr(Vi，V。)的DC分量。換句話說，對應于較高輸出負載和輸入變化的Itr(Vi，V。)的值可以是DC分量的接近表示?；谝陨嫌^察，可以基于用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的相對大的值的子集來判定以上瞬態(tài)電流源模型的DC電流分量。例如，根據(jù)一個實施例，在不同輸入變化和輸出電容的條件下，可以基于用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的一組最大值來確定DC電流分量。因此，在操作513處，可以標識輸出瞬態(tài)電流值的第一子集。所述值的第一子集可以是那些從與對于輸入變化和輸出電容的一組條件(并且在一個實施例中是所有條件)相對應的一個或多個查找表中選擇的輸出瞬態(tài)電流的值中相對大的(并且在一個實施例中是最大的)值。在此可以將輸出瞬態(tài)電流值的第一子集總地表示為；隱(V,，V。)。在操作514處，DC電流源模型，例如，移位和伸縮的雙曲正切函數(shù)，可以被曲線擬合到來自如上所述的查找表的輸出瞬態(tài)電流值的第一子集。該曲線擬合可以通過線性和/或非線性回歸來進行，并且可以確定雙曲正切函數(shù)中對DC電流源模型進行了定義的*。另一方面，密勒電容Cm和輸出電容C?？梢燥@著降低由于其寄生阻抗所導致的輸出瞬態(tài)電流，并且可以才艮據(jù)從對應于快速輸入和輸出轉(zhuǎn)換M的查找表選擇的值來估計它們的影響。因此，在操作515處，可以標識值的第二子集，其可以包括從輸入變化和輸出電容條件中的至少一些條件(并且在一個實施例中是所有條件)下的一個或多個查找表中選擇的相對小的(并且在一個實施例中是最小的)輸出瞬態(tài)電流值。例如，所述值的第二子集可以選自對應于兩個最小輸出電容和輸入轉(zhuǎn)換時間的查找表。在此，可以將輸出瞬態(tài)電流值的第二子集總地表示為Ifrmin(Y,V。)。在操作516處，可以通過將如上所述的瞬態(tài)電流源模型曲線擬合到可以是例如從在所有輸入轉(zhuǎn)換時間和輸出電容條件下的一個或多個查找表選擇的最小輸出瞬態(tài)電流值的輸出瞬態(tài)電流值的第二子集來確定寄生電容Cm和C0。在操作517處，可以利用以上在操作516處估計的電容Cm和C。的值來更新DC電流源模型。該更新可以通過例如使用非線性回歸將瞬態(tài)電流源模型曲線擬合到可從查找表獲得的瞬態(tài)電流值的第一子集來進行。在操作518處，所更新的DC電流源模型又可以用于進一步精煉在操作516處獲得的電容值。在網(wǎng)表中，可以是攻擊級的邏輯級在切換期間可以將噪聲電容耦合到鄰近的邏輯級(其可以是受害級)。如果受害級與攻擊級同時切換，則噪聲的耦合可能造成受害級的輸出上的延遲。造成受害級的延遲改變的、在攻擊級與受害級的轉(zhuǎn)換之間的條件可以:帔稱為對準。例如，最壞情況的對準可以涉及當造成受害級中的最大延遲時的條件。其它條件可以造成比最壞情況要少的延遲。根據(jù)本發(fā)明的實施例，方法的一個實施例可以提供一種用于標識造成延遲改變的對準的分析解決方案。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，CMOS通道連接組件可以被認為是運算轉(zhuǎn)換放大器(OTA)。OTA的增益(其是跨導GnJ，可以凈iL^示為由其輸入和輸出電壓(Vi，V。)定義的其操作點的函數(shù)。耦合到CMOS通道連接組件(在該上下文中其可以是接收方級或受害級)的、來自其鄰近級或攻擊級之一的噪聲可以被認為是小信號輸入，并且因此輸入噪聲的影響可以被接收方級的放大增益Gm(Vi，V。)放大，從而導致接收方輸出處的延遲改變。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對作為輸入和輸出電壓的函數(shù)的接收方級的跨導增益的圖形說明。在額定轉(zhuǎn)換期間，接收方級或受害級的輸入和輸出電壓可以變化，并且因此跨導增益Gm(Vi，V。)的操作點也可以在受害級的轉(zhuǎn)換上變化。在圖6中，接收方級的跨導增益Gm(Vi，V。)被說明為二維曲面602，并且虛線601說明了無噪聲輸入上升和輸出下降轉(zhuǎn)換的軌跡Gm(Vi，V。)。在圖6中，關(guān)于電源電壓歸一化輸入和輸出電壓。本領(lǐng)域的技術(shù)人員由圖6可以理解到，對于典型的無噪聲轉(zhuǎn)換來說，輸出接收方的Gm(Vi，V。)曲線是單峰的(unimodal)。因此，在攻擊方與受害級的轉(zhuǎn)換之間的最壞情況的對準可能發(fā)生在受害方轉(zhuǎn)換與增益Gm(Vi,V。)的軌跡的最大點對準的時候。圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對標識造成受害級的輸出處的延遲的條件的方法的流程圖說明。在操作710處，該方法的一個實施例可以將在受害級的輸出處所造成的延遲與受害級的跨導增益相關(guān)聯(lián)。如上所述，耦合到接收方級或受害級的、來自其鄰近級或攻擊級之一的噪聲可以表現(xiàn)得像小信號輸入一樣，并且結(jié)果，由該噪聲導致的影響可以凈皮接收方級的跨導增益Gm(Vi，V。)放大，其又導致在接收方輸出處的延遲改變。在操作712處，可以標識受害級的無噪聲轉(zhuǎn)換或操作。在操作714處，根據(jù)方法的一個實施例，可以通過計算或算出DC電流源模型關(guān)于輸入電壓的偏導數(shù)來分析性地獲得對于無噪聲轉(zhuǎn)換或操作的受害級的跨導增益?？鐚г鲆娴姆治霰磉_式可以是如下所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>如以上圖5中所述,伸縮^ltl^和k3是V。的多項式函數(shù)，而sech2((^-是Vj和V。的指數(shù)函數(shù)。在操作716處，在對輸入和輸出電壓感興趣的范圍(0SK，F(xiàn)^)^，且V加是電源電壓)內(nèi)，可以分析性地計算用于獲得相對大的增益Gm(Vj,V。)的條件。例如，可以通過項sech2((^-yy&)來控制用于達到最大增益Gm(Vi，V。)的條件，其可以發(fā)生在函數(shù)sech、;c)的變量x等于零的時候。換句話說，最大跨導增益可以發(fā)生在滿足以下方程的時候。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，k2是V。的線性函數(shù)，并且k3大于零，對于接收方單元Gm(Vi，V。)的最大值的解決方案降成Vj和V。的簡單線性表達。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>由于輸入和輸出電壓是時間的函數(shù)，因此在操作718處，可以計算或獲得滿足在輸入電壓與輸出電壓之間的以上關(guān)系的定時條件。相應地，本發(fā)明的實施例提供了一種標識在受害方邏輯級的輸出上的延遲與來自攻擊方邏輯級的輸入噪聲的定時之間的關(guān)系(并且在一個實施例中是最壞情況的關(guān)系)的方法。使用根據(jù)從65nm工業(yè)設(shè)計所提取的七個網(wǎng)絡(luò)和三個驅(qū)動的仿真結(jié)果，在下面的圖8-12中給出了本發(fā)明的一些實施例的功效。所述三個驅(qū)動包括OAIXIO、NAND4X20和INVX30，其表示具有不同驅(qū)動強度和不同內(nèi)部堆疊(stack)結(jié)構(gòu)的單元或級(stage)。為簡潔起見，僅對多輸入門OAIX10和NAND4X20提供了最壞情況的定時弧(timingarc)的結(jié)果(即，距離輸出節(jié)點最遠的弧)。應當理解，由于不能在單元級別CSM驅(qū)動模型中精確建模內(nèi)部節(jié)點電容，因此最壞情況的定時弧也是最困難的測試情況。所述七(7)個網(wǎng)絡(luò)包括具有不同的耦合電容與接地電容比率的五(5)個RC網(wǎng)絡(luò)，以及兩(2)個RLC網(wǎng)絡(luò)。作為出于!HiE目的的例子，在Mathametica中實現(xiàn)了所建議的CSM合成算法的原型。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到，可以使用其它計算工具或在可以運行于例如各種計算平臺之上的計算^4E序中實現(xiàn)該原型。圖13中示出了已實現(xiàn)本發(fā)明的一個實施例的計算平臺。使用用于每個單元的ECSM特征化數(shù)據(jù)來生成用于上述三個驅(qū)動的電流源模型。為范圍在50ps到150ps之間的五(5)個輸入變化進行定時分析。攻擊方驅(qū)動在試驗期間保持靜態(tài)。在標題為"定時分析"的表1的左半部分列出了在所有輸入變化上遠端延遲和輸出變化中的最大和平均誤差。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到，所建議的基于ECSM的電流源驅(qū)動模型提供了具有可與可從SPICE仿真獲得的那些仿真結(jié)果相比較的精確度的仿真結(jié)果。圖8A和圖8B分別是依照本發(fā)明的一些實施例的遠端延i^目對于輸入變化以及遠端輸出變化相對于輸入變化的誤差圖的樣例仿真結(jié)果。如圖8A和圖8B中的圖例所指示的，"星形"符號表示驅(qū)動INVX30的結(jié)果，"菱形，，符號表示驅(qū)動NAND4X20的結(jié)果，以及"方形"符號表示驅(qū)動OAIX10的結(jié)果。如圖8A和圖8B中所示，較大的驅(qū)動INVX30的延遲和輸出變化可能對于較小的輸入變化值來說被高估，而對于較高的輸入變化值來說，它們可能因為對相對大的非線性密勒電容的線性近似而被低估。圖9A和圖9B分別是依照本發(fā)明的一些實施例的三個不同驅(qū)動的延遲誤差和輸出變化誤差的樣例仿真結(jié)果。示出了就絕對誤差相對于相對誤差而言的誤差。應當注意到，僅當絕對誤差小的時候相對誤差才大，并且反之亦然，其應當被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解為對本發(fā)明的實施例的穩(wěn)健性的指示。對于不同的輸入噪聲峰值(50%-100%Vdd)和寬度，通過在驅(qū)動輸入處測試噪聲假信號來進一步證明用于功能噪聲(假信號)傳4番的所建議的驅(qū)動模型的效力。類似于定時分析，攻擊方驅(qū)動在測試期間保持靜態(tài)。依照本發(fā)明的一些實施例，使用驅(qū)動模型來測量在遠端處的所傳播的噪聲假信號的輸出區(qū)域和輸出峰值，并且將其與從SPICE仿真中獲得的結(jié)果進行比較。下面標題為"假信號傳播"的表l的右半部分中列出了在所有輸入噪聲峰值和寬度上的輸出噪聲峰值和寬度中的最大和平均估計誤差。如所說明的，本發(fā)明的一些實施例的基于驅(qū)動模型的假信號傳播比先前的其它方法具有好得多的精確度，其分別才艮告了在20%和8%的輸出區(qū)域中的最大和平均誤差以及在11%和5%的輸出峰值中的最大和平均誤差。圖IOA和圖IOB分別是依照本發(fā)明的一些實施例的輸出區(qū)域誤差相比于輸入寬度和輸入峰值的樣例仿真結(jié)果。以"星形"、"菱形"和"方形，，三種不同的圖例示出了三種不同驅(qū)動的結(jié)果。圖IIA和圖IIB分別是依照本發(fā)明的一些實施例的輸出峰值誤差相比于輸入寬度和輸入峰值的樣例結(jié)果，并且圖12A和圖12B分別是依照本發(fā)明的一些實施例的輸出區(qū)域誤差百分比相比于輸出區(qū)域以及輸出峰值誤差百分比相比于輸出峰值的樣例結(jié)果。根據(jù)結(jié)果顯而易見的是合成電流源模型表現(xiàn)穩(wěn)健。相比于現(xiàn)有技術(shù)顯著改進了假信號傳播的精確度。還進行了實驗以便找到最壞情況的攻擊方對準，并且將結(jié)果與來自基于SPICE的最壞情況的對準的結(jié)果進行比較。該實驗排除了所提取的兩(2)個RLC，因為這些網(wǎng)絡(luò)并不具有顯著的耦合電容。對于上述其余的測試情況，進行了變型以構(gòu)造如下的全面測試組(testsuite):(i)用于生成不同受害接收方變化率的受害方輸入變化率(ii)用于改變耦合噪聲寬度和高度的攻擊方輸出變化率(iii)用于改變耦合噪聲寬度和高度的攻擊方驅(qū)動強度以及(iv)受害接收方的負載電容。使用SPICE仿真，在受害方轉(zhuǎn)換附近足夠大的時間窗內(nèi)掃描攻擊方轉(zhuǎn)換，以便找到在接收方輸出處的延遲的真正最大改變，然而，對于本發(fā)明的一些實施例來說，如圖7中所詳細解釋的計算了在接收方輸出處的延遲的最壞情況的改變。對于每種測試情況來說，通過關(guān)于接收方輸出處基于SPICE的靜態(tài)攻擊方延遲來歸一化延遲改變與基于SPICE的延遲改變之間的差別，從而測量由于本發(fā)明的對準方法所導致的在尋找級延遲(stagedelay)時的誤差。表2中給出了所有上述參數(shù)上的最大和平均對準誤差。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，對適于合成電流源模型的系統(tǒng)的圖示說明。系統(tǒng)1300可以是例如計算機系統(tǒng)，并且可以包括至少存儲設(shè)備1301以及可以執(zhí)行存儲在存儲設(shè)備1301中的指令的數(shù)據(jù)處理單元1302。存儲設(shè)備1301可以包括或存儲例如含有符合不同數(shù)據(jù)格式(例如，像CCSM和/或ECSM的數(shù)據(jù)格式)的數(shù)據(jù)的單元庫1310。存儲設(shè)備1301還可以包括諸如網(wǎng)表1320的一個或多個網(wǎng)表。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，存儲i殳備1301可以存儲指令或程序代碼，當由諸如處理單元1302的處理單元執(zhí)行的時候，所述指令或程序代碼可以對其上存儲的一個或多個網(wǎng)表(例如，網(wǎng)表1320)實施性能分析。數(shù)據(jù)處理單元1302可以執(zhí)行一個或多個算法，例如，像用于生成用于輸出瞬態(tài)電流的查找表的算法1311、用于使用例如移位和伸縮的雙曲正切函數(shù)來生成分析電流源模型的算法1312,以及用于分析在不同干擾單元或邏輯級之間的對準的算法1313。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，單元庫1310和算法1311、1312和1313可以被存儲或保存在諸如存儲設(shè)備1301的相同的存儲設(shè)備中。然而，本發(fā)明并不限于該方面，并且單元庫1310和算法1311、1312和/或1313可以被存儲或保存在不同的存^f^殳備中。根據(jù)本發(fā)明的實施例，存儲設(shè)備1301可以是例如像隨機訪問存儲器(RAM)和/或閃速存儲器的半導體存儲設(shè)備，例如像軟盤和/或磁帶的電磁存儲設(shè)備和/或例如像光盤(CD)的光存儲設(shè)備。然而，本發(fā)明并不限于該方面，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可以使用其它類型的存儲設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實施例，處理單元1302可以是諸如個人計算機(PC)、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、工作站這樣的數(shù)據(jù)處理設(shè)備的中央處理單元(CPU)。然而，本發(fā)明并不限于該方面，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可以使用其它的數(shù)據(jù)處理單元。雖然在文中已經(jīng)說明和描述了本發(fā)明的特定特征，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員現(xiàn)在將可以想到很多修改、替換、改變和等效。因此，應當理解到，所附權(quán)利要求意在涵蓋落入本發(fā)明的精神之內(nèi)的所有這樣的修改和改變。權(quán)利要求1.一種方法，其包括以下步驟a)使用可從單元庫獲得的數(shù)據(jù)，基于輸入和輸出電壓的值來生成用于輸出瞬態(tài)電流的至少一個查找表；b)使用所述查找表來分析性地合成包括DC分量和多個寄生電容的至少一個電流源模型；c)使用對所述邏輯級的驅(qū)動進行建模的所述電流源模型來仿真邏輯級；以及d)獲得所述仿真的邏輯級的特征。2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述單元庫是工業(yè)標準單元庫。3.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中合成所述電流源模型包括使用雙曲正切函數(shù)來表示所述電流源模型的所述DC分量，以及將所述雙曲正切函數(shù)曲線擬合到可從所述查找表獲得的所述輸出瞬態(tài)電流的值。4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中曲線擬合到所述輸出瞬態(tài)電流的值包括使用非線性回歸來確定定義所述雙曲正切函數(shù)的參數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中合成所述電流源模型進一步包括通過將所述電流源模型曲線擬合到可從所述查找表獲得的所述輸出瞬態(tài)電流的值來確定所述多個寄生電容的值。6.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中獲得特征包括分析性地確定所述邏輯級的跨導增益，以及標識用于達到預定增益的、輸入和輸出電壓的至少一個條件。7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述預定增益是對于給定輸入和輸出電壓范圍來說所述邏輯級的最大增益。8.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中獲得特征包括獲得所述仿真的邏輯級的定時和噪聲特征。9.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中生成所述查找表包括間的函數(shù)；b)在預先確定的時間間隔處對所述輸入和輸出電壓以及輸出瞬態(tài)電流進行采樣；c)基于所采樣的輸入和輸出電壓值來對所釆樣的輸出瞬態(tài)電流值進行分類；以及d)在預定間隔的輸入和輸出電壓值處對所述輸出瞬態(tài)電流進行重新采樣。10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中將所述輸出瞬態(tài)電a4^示為時間的函數(shù)包括a)將可從所述單元庫獲得的所述輸出電壓的數(shù)據(jù)曲線擬合到閉式分析方程；b)計算所述閉式分析方程的導數(shù)；以及c)換算所述導數(shù)以表示所述輸出瞬態(tài)電流。11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中曲線擬合所述輸出電壓包括將所述輸出電壓曲線擬合到威布爾累積分布方程。12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中將所述輸出電壓表示為時間的函數(shù)包括a)將可從所述單元庫獲得的所述輸出瞬態(tài)電流的數(shù)據(jù)曲線擬合到閉式分析方程；b)計算所述閉式分析方程的積分；以及c)換算所述積分以表示所述輸出電壓。13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中曲線擬合所述輸出瞬態(tài)電流包括將所述輸出瞬態(tài)電流曲線擬合到二次方程。14.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述單元庫包括符合有效電流源模型(ECSM)的數(shù)據(jù)。15.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述單元庫包括符合復合電流源模型(CCSM)的數(shù)據(jù)。16.—種系統(tǒng)，其包括適于實現(xiàn)根據(jù)任何前述方法權(quán)利要求的方法的所有步驟的裝置。17.—種計算才;i4呈序，其包括當在計算機系統(tǒng)上執(zhí)行所述計算^4呈序時，用于實現(xiàn)根據(jù)任何前述方法權(quán)利要求的方法的所有步驟的指令。全文摘要提供了一種用于實現(xiàn)對網(wǎng)表中的至少一個邏輯級的分析的方法，所述至少一個邏輯級包括一個或多個驅(qū)動。所述方法包括以下操作使用可從單元庫獲得的數(shù)據(jù)，基于輸入和輸出電壓的值來生成用于輸出瞬態(tài)電流的至少一個查找表；使用所述查找表，分析性地合成包括直流(DC)分量和多個寄生電容的至少一個電流源模型；使用對所述驅(qū)動進行建模的所述電流源模型來仿真所述邏輯級；以及獲得所仿真的邏輯級的特征。還提供了一種用于實現(xiàn)所述方法的系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)。文檔編號G06F17/50GK101341488SQ200680047748公開日2009年1月7日申請日期2006年12月13日優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日發(fā)明者C·凱施雅普,K·喬普拉,粟海華申請人:國際商業(yè)機器公司