[發(fā)明專利]基于先驗(yàn)知識的大規(guī)模BGA封裝最優(yōu)引腳分布生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810065483.1
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108363839B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁耀淦;謝舜道;陳榮軍;朱雄泳
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山市順德區(qū)中山大學(xué)研究院;廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國際聯(lián)合研究院;中山大學(xué)
• 主分類號: G06F30/392
• 分類號: G06F30/392;G06F113/18
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發(fā)明公開了一種基于先驗(yàn)知識的大規(guī)模BGA封裝最優(yōu)引腳分布生成方法，以矩陣代替封裝電路進(jìn)行引腳分布的設(shè)計(jì)，其中矩陣內(nèi)部的元素包括信號引腳、電源引腳、地引腳，將這三類引腳以0、1、2代替并填充到矩陣的第一列向量中，以第一列向量的元素為開始，依次進(jìn)行移位得到下一列元素，最終得到完整的矩陣，然后改變移位的距離可以得到多個不同的矩陣，根據(jù)每個矩陣的總電感以及返回路徑質(zhì)量可以得到最優(yōu)矩陣，該矩陣對應(yīng)的引腳分布即為最優(yōu)的引腳分布，本發(fā)明的方法不需要進(jìn)行耗時的迭代搜索，極大地縮短了求解時間，且在相同的參數(shù)下所構(gòu)造的最優(yōu)解是比較穩(wěn)定的，封裝電路的信號完整性也較強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大規(guī)模集成電路封裝領(lǐng)域，特別是一種基于先驗(yàn)知識的大規(guī)模BGA封裝最優(yōu)引腳分布生成方法。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)與信息科技的發(fā)展，單個集成電路具有的功能也變得越來越復(fù)雜，使得集成電路封裝上的輸入輸出引腳數(shù)目急劇增加，功耗問題與電磁兼容問題也日益凸顯，對封裝技術(shù)提出了更高的要求，為了滿足這些要求，球形柵格陣列(BGA)封裝應(yīng)運(yùn)而生，其在封裝基板的底部制作焊球陣列作為芯片與印刷電路板間的電氣連接，能提供比其它封裝更多的引腳數(shù)目。

雖然BGA封裝能提供良好的連接性能，但引腳數(shù)目的急劇增多，使得BGA封裝下的信號完整性逐漸劣化，而通過合理的引腳分布，可以使方向相反的互感相互抵消，從而大大減少對信號完整性的影響，因此如何找到一個最優(yōu)的引腳分布在芯片設(shè)計(jì)中顯得十分重要，最近有一些基于隨機(jī)優(yōu)化算法的引腳分布生成方法被提出，它們都能有效地解決這類問題，但都需要較長的時間進(jìn)行迭代搜索，而且這些算法不穩(wěn)定，很難做到每次都能搜索到同樣的解，這阻礙了其運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于先驗(yàn)知識的大規(guī)模BGA封裝最優(yōu)引腳分布生成方法，可以構(gòu)造出最優(yōu)解或近似最優(yōu)解，不需要進(jìn)行耗時的迭代搜索，極大地縮短了求解時間，且在相同的參數(shù)下所構(gòu)造的最優(yōu)解是比較穩(wěn)定的。

本發(fā)明解決其問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于先驗(yàn)知識的大規(guī)模BGA封裝最優(yōu)引腳分布生成方法，包括以下步驟：

A、確定集成電路電源引腳與地引腳之和與封裝上總引腳數(shù)量的比例，比例參數(shù)設(shè)置為1：R，同時設(shè)置垂直間隔參數(shù)vi與水平間隔參數(shù)hi，并且vi*hi＝R；

B、根據(jù)集成電路的封裝尺寸M*N設(shè)置一個尺寸數(shù)值相同的矩陣；

C、生成一個長度為M的向量col，根據(jù)M與vi，計(jì)算出向量col的補(bǔ)償長度comp后，將向量col延長comp個單位；

D、將信號引腳、電源引腳、地引腳分別用0、1、2元素表示，往延長后的向量col中填入0、1、2元素，其中非0元素不連續(xù)出現(xiàn)，且非0元素之間由vi-1個0隔開；

E、將填充在向量col內(nèi)的元素作為矩陣的第一列，下一列由上一列的元素在垂直方向上移位得到，將所有列最底端的comp個單位的元素去除后得到完整的矩陣，其中下一列與上一列水平間隔hi個單位，移位的距離為d；

F、改變移位距離d，得到多個不同的矩陣，分別計(jì)算每個矩陣總電感與返回路徑質(zhì)量，根據(jù)所有矩陣的總電感以及返回路徑質(zhì)量的數(shù)據(jù)得到最優(yōu)的矩陣，該矩陣內(nèi)對應(yīng)的元素為最優(yōu)的引腳分布。

進(jìn)一步，所述步驟A同時設(shè)置垂直間隔參數(shù)vi與水平間隔參數(shù)hi，其中，垂直間隔參數(shù)vi為同一列中每兩個元素之間的間隔距離，水平間隔參數(shù)hi為同一行中每兩個元素之間的間隔距離。

進(jìn)一步，所述步驟A中vi*hi＝R，若vi和hi有多組乘積，每組乘積分別進(jìn)行后續(xù)的所有步驟，將得到的每組乘積的所有矩陣的總電感以及返回路徑質(zhì)量進(jìn)行對比，得到最優(yōu)的引腳分布。通過不同的vi和hi的設(shè)置，可以計(jì)算得到多組矩陣，從而可以在不同乘積的矩陣中找到最優(yōu)的引腳分布。