记录介质、运算方法以及运算装置

文档序号:35148 发布日期:2021-09-24 浏览:39次 >En<

阅读说明:本技术 记录介质、运算方法以及运算装置 (Recording medium, calculation method, and calculation device ) 是由 伊见仁 冈野资睦 福场义宪 于 2020-08-28 设计创作,主要内容包括:实施方式关于记录模拟用数据的记录介质、运算方法以及运算装置。实施方式的记录介质记录输入到运算装置的模拟数据,所述运算装置执行半导体装置模拟,所述模拟数据包含了记述半导体装置的形状以及端子信息的部件形状信息、记述了所述半导体装置内的元件的动作以及连接信息的逻辑模型信息、以及记述了所述半导体装置内的功能块的位置信息的功能块信息,所述运算装置将所述部件形状信息、所述逻辑模型信息以及所述功能块信息建立关联而执行所述半导体装置模拟执行。(Embodiments relate to a recording medium for recording simulation data, a calculation method, and a calculation device. The recording medium of an embodiment records simulation data input to an arithmetic device that executes a simulation of a semiconductor device, the simulation data including component shape information in which a shape and terminal information of the semiconductor device are described, logic model information in which an operation and connection information of an element in the semiconductor device are described, and function block information in which position information of a function block in the semiconductor device is described, and the arithmetic device executes the simulation of the semiconductor device by associating the component shape information, the logic model information, and the function block information.)

记录介质、运算方法以及运算装置

相关申请

本申请以日本专利申请2020-51691号(申请日:2020年3月23日)为基础申请而享受优先权。本申请参照该基础申请并包含基础申请的全部的内容。

技术领域

本发明的一实施方式关于记录模拟用数据的记录介质、运算方法以及运算装置。

背景技术

已知有在LSI(Large Scale Integrated circuit)等的半导体装置中的发热、电磁干扰(EMI:Electro Magnetic Interference)等的物理特性的验证中,进行在半导体装置内的物理性电路块中设定特定的激发源、电力源的模拟。

然而,在通过固定的激发源、电力源的验证与半导体装置的实际的动作时发生的物理特性存在差异,无法正确地验证。

发明内容

本发明的一实施方式提供一种,记录模拟用数据的记录介质、运算方法以及运算装置,该模拟用数据通过进行与半导体装置的实际的动作相称的动作验证,能够抑制发热、噪声。

本公开的一实施方式的记录介质记录输入到运算装置的模拟数据,所述运算装置执行半导体装置模拟,所述模拟数据,包含记述了半导体装置的形状以及端子信息的部件形状信息、记述了所述半导体装置内的元件的动作的以及连接信息的逻辑模型信息、以及记述了所述半导体装置内的功能块的位置信息的功能块信息,所述运算装置将所述部件形状信息、所述逻辑模型信息、以及所述功能块信息建立关联,并执行所述半导体装置模拟执行。

附图说明

图1是表示一实施方式的模拟用数据的图。

图2A是表示半导体装置的一个例子的平面图。

图2B是表示半导体装置内的元件的一个例子的图。

图2C是表示功能块4的一个例子的图。

图3A是表示统合文件所生成的半导体装置内的元件的示意图。

图3B是表示统合文件所生成的半导体装置内的功能块的示意图。

图4是表示作为与图3对应的统合文件的内容的模拟用数据的具体例的图。

图5是表示运算装置的内部构成的一个例子的框图。

图6是表示运算装置的处理动作的一个例子的流程图。

图7A是表示本实施方式的热模拟的结果的示意图。

图7B是表示与半导体装置内的功能块对应的元件的输出信号波形的示意图。

具体实施方式

以下,参照附图对记录介质、运算方法以及运算装置的实施方式进行说明。以下,以记录介质、运算方法以及运算装置的主要构成部分为中心进行说明,但记录介质、运算方法以及运算装置中可能存在未图示或者未说明的构成部分、功能。以下的说明并不是将未图示或者未说明的构成部分、功能除外的说明。

图1是表示一实施方式的模拟用数据1的图。图1的模拟用数据1具备部件形状信息I1、逻辑模型信息I2、以及功能块信息I3。图1的模拟用数据1能够记录于记录介质。记录介质的种类不特别规定。例如,记录介质可以是半导体存储器,也可以是磁记录装置、光盘、或者光磁盘。

部件形状信息I1是记述了半导体装置形状以及端子信息的信息。半导体装置有进行数字动作的半导体装置和进行模拟动作的半导体装置,但本实施方式中进行何种动作的半导体装置都是适用对象。这里,形状信息是显示半导体装置的外形形状的信息,例如半导体装置尺寸、角部位置信息等。端子信息是与半导体装置所具有的输入端子、输出端子的端子名、端子位置有关的信息。

图2A是表示作为部件的半导体装置的2一个例子的平面图。图2A表示DIP(DualIn-line Package:双列直插封装)型半导体装置2的一个例子,但半导体装置2的封装形状不进行规定。本实施方式的半导体装置2是能够适用例如SIP(Single In-line Package:单列直插封装)、PGA(Pin Grid Array:引脚网格阵列)、SOP(Small Outline Package:小外形封装)、BGA(Ball Grid Array:球栅阵列)等的任意的封装形状。

图1的逻辑模型信息I2是记述半导体装置2内的元件的动作以及连接信息的信息。半导体装置2内的任意的元件都可以成为元件的对象。这里,动作信息是记述半导体装置2进行何种动作的信息。连接信息是表示某元件与其他元件的连接关系的信息。更具体的一个例子,是表示某元件的各端子与其他元件的哪一个端子连接的信息、表示某元件的各端子与半导体装置2的哪一个输入端子或者输出端子连接的信息等。

图2B是表示半导体装置2内的元件3的一个例子的图。元件3有不与半导体装置2的输出端子连接的元件3和与输出端子连接的元件3。本说明书中,对将这些元件3不进行区分看待的例子进行说明,但也可以将这些元件3区分而看待。

图1的功能块信息I3是至少记述半导体装置2内的功能块的位置信息的信息。功能块是实现对应的功能电路,由一个或者多个元件3构成。另一方面,逻辑块指的是进行各个逻辑运算的一个或者多个元件3。功能块信息I3也可以包含规定半导体装置2内的功能块的外形形状的信息和功能块的半导体装置2内的位置信息。功能块信息I3也可以包含部件形状信息I1所含的端子的连接信息。

图2C是表示功能块4一个例子的图。图2C表示运算AND(逻辑积)的功能块4a和运算OR(逻辑和)的功能块4b。由于功能块信息I3包含半导体装置2内的位置信息,通过功能块信息I3,能够确定将各个功能块4配置在半导体装置2内的哪一个场所。

图1的模拟用数据1能够保存在一个文件(以下,有时称为统合文件)内。该文件以能够被计算机所解释并执行的形式生成。此外,例如也可以使该文件能够从特定的网站下载。下载的文件能够由下载处的计算机解释并执行。计算机能够通过执行统合文件内的模拟用数据,进行电路的生成、以及生成的电路的动作验证(模拟)。取代计算机,也可以将统合文件输入至专用的模拟器进行模拟。本说明书中,将解释并执行统合文件的计算机等进行总称而称为运算装置。

图3A以及图3B是表示由统合文件所生成的半导体装置2内的电路示意图。图3A的例中,表示了半导体装置2具有输入端子IN1~IN4、电源端子VDD、接地端子GND1、接地端子GND2、以及输出端子OUT的例子。其中,输入端子IN1和IN2与AND栅极连接,输入端子IN3和IN4与OR栅极连接,这些AND栅极和OR栅极的输出端子与半导体装置2的输出端子OUT连接。图3B是表示统合文件所含的功能块4的位置信息的示意图。图3B的例中,表示了与AND栅极对应的功能块4a配置于比半导体装置2的中心略微左上的位置,与OR栅极对应的功能块4b配置于比半导体装置2中心略微右下的位置的例子。由此,通过由计算机或者模拟器执行统合文件,能够生成图3A以及图3B所示的电路和其布局配置。

图4是表示作为与图3对应的统合文件的内容的模拟用数据1的具体例的图。图4的模拟用数据1具有部件形状信息I1、逻辑模型信息I2、功能块信息I3、和功能块以及逻辑块的对应信息I4。图4的模拟用数据1表示图3A以及图3B所示的半导体装置2的内部的电路的记述例。图4的模拟用数据1是由ASCII代码构成的文本信息,包含部件形状信息I1、逻辑模型信息I2、功能块信息I3、和功能块以及逻辑块的对应信息I4。虽然在图4的例中按部件形状信息I1、逻辑模型信息I2、功能块信息I3、以及对应信息I4的顺序记述,但各信息的记述顺序是任意的。

图4的部件形状信息I1具有记述部件的外形形状的坐标的行Ln1、和记述部件的端子T1~T5的识别ID“1”~“5”以及坐标的行组Ln2。如图4所示,部件端子T1~T5分别具有规定的长度以及宽度,但行Ln2中记述有各端子T1~T5区域的中心坐标。

图4的逻辑模型信息I2具有按顺序记述半导体装置2内的元件3的连接信息和端子信息的行组Ln3。逻辑模型信息I2的第1行参照记述AND栅极3a的连接信息的外部文件"LOGIC.vhd"。第2行以后记述有AND栅极3a的部件形状信息I1所含的端子信息和外部文件中的端子信息的对应信息等。同样,OR栅极3b的连接信息也记述于逻辑模型信息I2。

图4的功能块信息I3具有记述了图3B所示的2个功能块4的坐标位置的行组Ln4和记述了各功能块4的名称和中心坐标的行组Ln5。行组Ln5与部件形状信息所含的所述端子信息建立对应,并记述有功能块的位置信息。

图4的记述功能块4和逻辑块的对应信息行组Ln6中,第1行与逻辑模型信息I2同样地参照记述逻辑模型的连接信息的外部文件"LOGIC.vhd"。此外,第2行以后,记述有逻辑块和功能块4的对应信息。

图4所示的包含模拟用数据1的统合文件也可以根据需要存储于不图示的存储部中。通过模拟器等运算装置10读出图4所示的模拟用数据1,解释统合文件的内容并执行模拟。

图5是表示运算装置10的内部构成的一个例子的框图。图5的运算装置10具备,输入部11、部件信息存储部12、逻辑模型存储部13、执行部14、输出部15、以及验证部16。图5的运算装置10执行半导体装置2的模拟。运算装置10将部件形状信息I1、逻辑模型信息I2、以及功能块信息I3建立关联,为了执行半导体装置2的模拟而使用模拟用数据1。

输入部11输入图3所示的统合文件。作业者也可以通过键盘等输入图3的统合文件。或者,也可以从具有通信功能的电器设备经由输入部11电子地获取统合文件。

部件信息存储部12存储各种部件信息。部件信息如图2A所示是部件的外形形状、尺寸、端子数、以及端子位置等的信息。

逻辑模型存储部13存储记述于模拟用数据1中的逻辑模型信息I2的外部文件。另外,在不参照外部文件而直接将逻辑模型的连接信息、动作记述于逻辑模型信息I2的情况下,也可以不设置逻辑模型存储部13。

执行部14读出并解释记述于被输入的统合文件内的部件形状信息I1、逻辑模型信息I2、以及功能块信息I3,基于部件形状信息I1、逻辑模型信息I2以及功能块信息I3生成模拟对象电路,基于所生成的电路执行模拟。

如后述,执行部14进行的模拟有电路模拟、电磁场模拟、温度模拟等多个模拟。本说明书中,表示了相同的执行部14进行多个模拟的例子,但也可以由多个运算装置10(模拟器)进行各自不同的模拟。或者,也可以在一个运算装置10内设置多个执行部14,各执行部14进行各自的模拟。

输出部15输出执行部14执行的模拟结果。模拟结果的输出形式是任意的。

验证部16基于从输出部15输出的模拟结果,验证基于统合文件所生成的电路或者布局配置是否妥当,若不妥当,则变更电路或者布局配置。

图6是表示运算装置10的处理动作的一个例子的流程图。首先,经由输入部11输入统合文件(步骤S1)。接着,执行部14读出并解释统合文件,基于部件形状信息I1、逻辑模型信息I2以及功能块信息I3生成模拟对象电路(步骤S2)。生成的模拟对象电路从输出部15输出。

接着,执行部14以及验证部16使用电路模拟器进行模拟对象电路动作的验证(步骤S3)。接着,验证部16基于电路模拟器的模拟结果判定模拟对象电路的动作是否有问题(步骤S4)。在动作有问题的情况下,重复步骤S2以后的处理。另外,根据情况,在步骤S4中判定为有问题时,也可以重新输入新的统合文件。该情况下,变成步骤S1以后的处理被重复。验证部16,例如验证模拟对象电路的模拟执行过程中模拟对象电路的内部所发生的热以及噪声的至少一方。

在步骤S4中判定为动作没有问题的情况下,基于动作验证完毕的模拟对象电路进行布局配置(步骤S5)。使本实施方式的运算装置10能够进行布局配置,但步骤S5以后处理也可以由其他的运算装置10等进行。或者,本实施方式的运算装置10也可以向进行布局配置的其他的装置发出布局配置处理的请求,并领取布局配置结果,进行步骤S5以后处理。

接着,运算装置10基于布局配置结果进行电磁场模拟(步骤S6)。接着,判定电磁场模拟的结果是否有问题(步骤S7)。例如,在通过电磁场模拟,判定为半导体装置的布局区域内的一部分发生的电磁干扰(EMI:Electro Magnetic Interference)噪声超过规定的阈值的情况下,判定为有问题。

在步骤S7中判定为有问题的情况下,判定是否进行布局变更(步骤S8)。在判定为进行布局变更的情况下,重复步骤S5以后处理。另一方面,例如在判断为以布局变更的程度没有解决步骤S7的问题的情况下,重复步骤S2以后处理。

在步骤S7中判定为没有问题的情况下,经由输出部15输出步骤S5的布局配置结果(步骤S9)。

本实施方式中,在指定与逻辑模型对应的功能块4的半导体装置2内的位置信息的基础上,在执行模拟后,能够高精度地验证半导体装置2内的噪声分布、温度分布。

图7A是表示本实施方式的热模拟的结果的示意图。图7B是表示与半导体装置2内的功能块4对应的元件3的输出信号波形的示意图。元件3的输出信号的变动周期越激烈,越容易产生热。本实施方式中,半导体装置2内的各元件3与任意的功能块4建立对应,关于各功能块4由于预先指定半导体装置2内的位置信息,因此若可以获知由电路模拟使各元件3动作时的输出信号波形,则能够预测对应的功能块4的发热状况,并能够高精度地预测半导体电路内的温度分布。

关于噪声也是相同的,元件3的输出信号波形的变动越激烈,噪声越容易发生,因此,能够按每个与各元件3对应的功能块4的位置推测噪声发生状况,并能够高精度地预测半导体装置2内的噪声分布。

以往,半导体装置2内,设定特定的激发源、电力源并进行模拟。即使设定特定的激发源、电力源,也无法将半导体装置2的实际的动作时发生的暂时的发热、噪声纳入考虑,因此,无法高精度地预测半导体装置2的温度分布、噪声分布。此外,以往,不存在将半导体装置2内的各元件3分配于任意的功能块4,并在预先指定了功能块4的位置信息的基础上进行模拟这一构思,无法掌握半导体装置2的动作状态对半导体装置2内局部地发生的热、噪声的影响。

本实施方式中,半导体装置2内的各元件3与任意的功能块4对应并且预先指定各功能块4的半导体装置2内的位置信息,因此,通过电路模拟验证半导体装置2内的各元件3的输出信号波形,能够高精度地预测在半导体装置2内的哪一个场所发热、噪声以何种程度发生。由此,根据本实施方式,能够以使半导体装置2实际地动作的情况下相近的动作条件,高精度地验证半导体装置2发生的热、噪声。

上述的图1的模拟用数据1也可以是运算装置10能够执行的程序的形式的数据。即,图1的模拟用数据1也可以被记述为,使部件形状信息I1、逻辑模型信息I2以及功能块信息I3为分别不同的参数的程序的形式。更具体而言,也可以该程序中记述有运算装置10能够执行的一个或者多个函数,部件形状信息I1、逻辑模型信息I2以及功能块信息I3作为该函数的自变量而被赋予。

上述的实施方式说明的运算装置10的至少一部分可以由硬件构成,也可以由软件构成。在由软件构成的情况下,也可以将实现运算装置10的至少一部分的功能的程序收纳于软盘、CD-ROM等记录介质,使计算机读入并执行。记录介质并不限定于磁盘、光盘等能够装卸的记录介质,也可以是硬盘装置、存储器等固定型记录介质。

此外,也可以将实现运算装置10的至少一部分的功能的程序,经由因特网等通信回线(包含无线通信)而发布。进而,也可以将同程序加密、加以调制,在压缩的状态下,经由因特网等有线回线、无线回线、或者收纳于记录介质而发布。

对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提示的并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其他形态实施,在不脱离发明主旨的范围内可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨内,并且包含于权利要求书所记载的发明和与其均等的范围内。

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