[發(fā)明專利]一種利用TSV傳輸線網(wǎng)切換動(dòng)態(tài)調(diào)整芯片熱分布方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611211583.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN106777722B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯立剛;葉彤旸;王海強(qiáng);仝保軍;彭曉宏;耿淑琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/398
• 分類號(hào): G06F30/398;G06F119/08
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種利用TSV傳輸線網(wǎng)切換動(dòng)態(tài)調(diào)整芯片熱分布的方法，其特征在于：動(dòng)態(tài)調(diào)整芯片熱分布首先建立3D集成電路版圖的直角坐標(biāo)系，在電路中的所有TSV上設(shè)置傳輸線網(wǎng)；對(duì)電路進(jìn)行溫度分析，通過比較溫度，找到每層芯片非均勻熱源的位置并提取位置坐標(biāo)，通過坐標(biāo)比對(duì)找到重疊熱源；將每個(gè)重疊熱源的溫度與過熱點(diǎn)臨界溫度進(jìn)行比對(duì)，若重疊熱源溫度高于臨界溫度，則該重疊熱源中存在過熱點(diǎn)；依次判斷重疊熱源中是否存在過熱點(diǎn)，若存在，則啟動(dòng)位于重疊熱源中TSV傳輸線網(wǎng)上的多路開關(guān)，將熱量分布到位于無重疊熱源區(qū)域中的TSV上，通過該區(qū)域內(nèi)的TSV一同進(jìn)行熱量傳導(dǎo)，直至所有區(qū)域內(nèi)無過熱點(diǎn)，完成整個(gè)自動(dòng)切換過程；

以下為實(shí)現(xiàn)本方法的具體步驟：

S1.輸入基本版圖信息，建立3D集成電路版圖直角坐標(biāo)系：在版圖中建立直角坐標(biāo)系A(chǔ)，在每層芯片的版圖中建立直角坐標(biāo)系A(chǔ)1-An；所有直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸均以投影下來的版圖的同一頂點(diǎn)為原點(diǎn)，橫軸沿版圖水平方向邊緣建立，縱軸沿版圖的垂直方向邊緣建立，刻度標(biāo)準(zhǔn)為最小TSV工藝加工間距；

S2.提取并儲(chǔ)存版圖中所有TSV的位置，在TSV上布置一層傳輸線網(wǎng)，在傳輸線網(wǎng)上設(shè)置多路開關(guān)；

S3.利用熱分析提取每層芯片中非均勻熱源的坐標(biāo)值，找出重疊熱源，比較重疊熱源的溫度信息，找出過熱點(diǎn)；

S3.1.熱分析得到各層芯片上溫度分布情況，找到非均勻熱源的位置，在各層芯片的直角坐標(biāo)系A(chǔ)1-An中依次提取每個(gè)熱源的四個(gè)頂點(diǎn)的位置坐標(biāo)，如第一層芯片熱源1的四個(gè)頂點(diǎn)(xa_11,ya_11)，(xa_12,ya_12)，(xa_13,ya_13)，(xa_14,ya_14)，熱源2的四個(gè)頂點(diǎn)(xa_21,ya_21)，(xa_22,ya_22)，(xa_23,ya_23)，(xa_24,ya_24)，第二層芯片熱源1的四個(gè)頂點(diǎn)(xb_11,yb_11)，(xb_12,yb_12)，(xb_13,yb_13)，(xb_14,yb_14)，一直到第n層芯片熱源m的四個(gè)頂點(diǎn)(xn_m1,yn_m1)，(xn_m2,yn_m2)，(xn_m3,yn_m3)，(xn_m4,yn_m4)；比較每層芯片非均勻熱源的坐標(biāo)值，若在投影上有重疊區(qū)域，則定義該重疊區(qū)域?yàn)橹丿B熱源；

S3.2.設(shè)置溫度成為過熱點(diǎn)時(shí)的臨界溫度為T0；

S3.3.將重疊熱源的位置坐標(biāo)提取到總版圖的直角坐標(biāo)系A(chǔ)中，利用熱分析得到每個(gè)重疊熱源區(qū)域中最高的溫度值T1，T2…Tn；

S3.4.將T1，T2…Tn依次與T0進(jìn)行比較，若該重疊熱源最高溫度小于T0，則進(jìn)行下一個(gè)重疊熱源最高溫度的比較；若所有重疊熱源最高溫度均小于T0，則傳輸線網(wǎng)不工作，芯片熱分布完成；若重疊熱源最高溫度大于T0，則該區(qū)域內(nèi)存在過熱點(diǎn)，有待于傳輸線網(wǎng)進(jìn)行熱分布；

S4.傳輸線網(wǎng)進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整芯片熱分布；

S4.1.依次找到存在過熱點(diǎn)的重疊熱源區(qū)域，并通過坐標(biāo)對(duì)比找到完全位于該區(qū)域內(nèi)的TSV；

S4.2.打開多路開關(guān)，通過傳輸線網(wǎng)使位于該區(qū)域內(nèi)的TSV與位于相鄰無重疊熱源區(qū)域內(nèi)的TSV連接；連接時(shí)采取就近原則，即在相鄰的無重疊熱源區(qū)域內(nèi)，先連接距離該有重疊熱源區(qū)域最近的TSV，檢測(cè)溫度，若過熱點(diǎn)依然存在，則有重疊區(qū)域內(nèi)的TSV進(jìn)一步向內(nèi)連接同時(shí)無重疊區(qū)域內(nèi)的TSV進(jìn)一步向外連接，直至過熱點(diǎn)消失；

S4.3.判斷是否有兩片或更多重疊熱源區(qū)域內(nèi)的TSV同時(shí)連接了同一個(gè)無重疊熱源區(qū)域內(nèi)的TSV，若有，則運(yùn)用多路開關(guān)進(jìn)行控制，改變其它重疊熱源區(qū)域內(nèi)TSV的連接，以免造成新的過熱點(diǎn)的產(chǎn)生；

S4.4.整個(gè)連接完成后，運(yùn)用熱分析查看電路中是否仍然存在過熱點(diǎn)，若不存在，動(dòng)態(tài)調(diào)整芯片熱分布完成；若依然存在，打開多路開關(guān)，增加該重疊熱源區(qū)域內(nèi)TSV向外連接的無重疊熱源中TSV的個(gè)數(shù)，增加時(shí)注意判斷不要與其它重疊熱源內(nèi)的TSV連接到同一個(gè)TSV上，增加直至電路中不存在過熱點(diǎn)；

S5.若電路工作時(shí)非均勻熱源發(fā)生變化，則重復(fù)上述S3和S4的步驟；

S6.更新加入連接線網(wǎng)和多路開關(guān)后的版圖信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用TSV傳輸線網(wǎng)切換動(dòng)態(tài)調(diào)整芯片熱分布的方法，其特征在于：該方法建立3D集成電路中位于TSV上的一層傳輸線網(wǎng)；由S1，S2，S3，S4，S5，S6六個(gè)步驟全部?jī)?nèi)容總結(jié)得到一種利用TSV傳輸線網(wǎng)切換動(dòng)態(tài)調(diào)整芯片熱分布系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括輸入單元、熱分析單元、比較單元、控制單元、判斷單元、存儲(chǔ)單元。