[發明專利]集成電路仿真模擬波形壓縮和解壓縮方法及裝置

無效

• 申請號: 201110242192.3
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102270262A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 曾璇;劉毅;楊帆
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，具體涉及一種集成電路仿真模擬波形壓縮和解壓縮方法及裝置。

背景技術

在集成電路設計過程中，功能驗證是非常關鍵和耗時的一個步驟，而功能驗證最重要的一個技術方法就是仿真。仿真的過程如下：一組需要驗證的向量和初始化參數輸入給電路，然后生成大量的波形文件。隨著集成電路設計高速的發展，電路的規模越來越龐大和復雜，相對應生成的仿真波形文件也越來越大，需要的硬盤空間動輒上Giga字節，對于存儲的空間和時間越來越多，因此快速的波形壓縮技術目前不可或缺，并且不能影響現有的仿真速度和精度。

盡管對于目前來說，波形壓縮顯得十分重要，并且是一項充滿挑戰的問題，但是很少有這方面的工作。有一些經典的壓縮算法[1,2,3]，雖然他們可以有效的減小文件的尺寸，也有不少優化的算法，但是這些算法都需要消耗大量的運算時間，而且對于模擬波形壓縮來說，通常壓縮比不是很理想。現在還有一些商業軟件可以支持壓縮波形的保存，常用的比如Mentor?Graphics?公司Modelsim支持的波形文件WLF(Wave?Log?File)，Spring?Soft?（Novas）公司?Debussy?/?Verdi?支持的波形文件fsdb(Fast?Signal?DataBase)，Cadence公司?NC?verilog?和Simvision支持的波形文件shm、以及Synopsys公司?VCS?DVE支持的波形文件vpd，但是他們的算法都不是公開的，

基于以上需求，本發明對仿真出的波形進行分析，提出一種高效的算法，并且有著很高的壓縮比率。

參考文獻

⑴?J.?Ziv?and?A.?Lempel,?“A?Universal?Algorithm?for?Sequential?Data?Compression”,?IEEE?Transaction?on?Information?Theory,?Vol.?IT-23,?No.?3,?May?1977

⑵?G.?Mandyam,?N.?Ahmed?and?N.?Magotra,?“A?DCT-Based?Scheme?for?Lossless?Image?Compression”,?IS&T/SPIE?Electronic?Imaging?Conference,?February?1995

⑶?Dzung?T.?Hoang,?Philip?M.?Long?and?Jeffrey?Scott?Vitter,?“Dictionary?Selection?Using?Partial?Matching”,?Information?Sciences,?Vol.?119,?No.?1–2,?57–72,?1999。

發明內容

本發明的目的是提供一種占用存儲空間少，計算復雜度低，壓縮比高的集成電路仿真模擬波形數據的壓縮和解壓縮方法及裝置。

本發明提出的集成電路仿真模擬波形壓縮和解壓縮方法，其壓縮過程如圖1所示，其基本過程為：將一個時間點上的所有結點的電壓和電流輸出值作為一幀，并將連續的數幀作為一個時間片，在一個時間片內選取開頭的一幀作為參考幀（I幀），其余的幀為比較幀（P幀），并分別對I幀和P幀分別處理和編碼，最后寫入文件，完成波形數據的壓縮。

設所有幀的長度為FRAME_LEN，幀內的序號為FRAME_IDX?=?[1：FRAME_LEN]，每幀內的輸出值為data[d1?d2?…?d_{frame_len}]；

對I幀的壓縮步驟為：

1)???檢測輸出值為零的波形，記錄序號idx_zeros{i|di?=?0}；

2)???則輸出為非零值的序號idx_non_zeros?=?FRAME_IDX?–?idx_zeros；

3)???比較數組idx_zeros和idx_non_zeros的大小，選出較小的一個，并根據其?長度選擇相對應的存儲長度，寫入文件；

4)???將剩余的非零輸出值寫入文件。??????

對P幀的壓縮步驟為：

1)???將此幀與I幀相減，求出差值為delta_data，并求出一個時間片內每個波形所對應的最大變化值，記為max_delta；

2)???將|delta_data?./?data|?＜?1e-3的數據視為零值處理；