[發(fā)明專利]一種近閾值單元電路延時(shí)模型

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110631631.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN113300693A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹鵬;徐冰倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K17/22
• 分類號(hào): H03K17/22
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 沈廉

本文公開了一種近閾值單元電路延時(shí)模型，其中，獲取參數(shù)包括獲取工藝參數(shù)、電流參數(shù)和慢輸入延時(shí)參數(shù)，判斷單元電路類型包括判斷單元是否為反相器、堆疊結(jié)構(gòu)單元、并聯(lián)結(jié)構(gòu)單元，根據(jù)單元電路類型計(jì)算電流和電流積分，計(jì)算電流之和對(duì)數(shù)的均值、方差和偏度，計(jì)算等效閾值電壓的均值、方差，判斷延時(shí)類型包括根據(jù)單元電路類型計(jì)算得到過沖時(shí)間和延時(shí)，比較輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間、過沖時(shí)間和延時(shí)的大小關(guān)系，判斷延時(shí)類型是極快輸入、快輸入或者慢輸入，建立單元電路延時(shí)標(biāo)稱模型是根據(jù)單元電路類型和延時(shí)類型，建立單元電路延時(shí)標(biāo)稱模型，得到延時(shí)標(biāo)稱值，建立單元電路延時(shí)統(tǒng)計(jì)模型是根據(jù)單元電路類型和延時(shí)類型，建立單元電路延時(shí)統(tǒng)計(jì)模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種近閾值單元電路延時(shí)模型。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)等低功耗技術(shù)的興起，如何在低功耗下提高電路性能成為了集成電路發(fā)展的關(guān)鍵問題，降低電源電壓是降低功耗的有效手段之一。由于近閾值電路的能效優(yōu)勢(shì)，近閾值電路的設(shè)計(jì)和研究受到了廣泛的關(guān)注。

近閾值單元電路延時(shí)模型對(duì)于設(shè)計(jì)初期研究電路的時(shí)序信息具有重大意義，它能快速預(yù)測(cè)不同工作場(chǎng)景下單元電路的延時(shí)數(shù)據(jù)。對(duì)于近閾值單元電路延時(shí)模型，目前工業(yè)界的方法是查找表法，即通過仿真獲得查找表，然后對(duì)查找表進(jìn)行插值來獲得單元延時(shí)，但查找表的建立需要進(jìn)行大量仿真，時(shí)間開銷大。因此，需要建立一個(gè)快速準(zhǔn)確的近閾值單元電路延時(shí)模型。建立近閾值單元電路延時(shí)模型所需應(yīng)對(duì)的挑戰(zhàn)主要可以分為兩個(gè)方面。第一，輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間導(dǎo)致延時(shí)的非線性變化，需要對(duì)延時(shí)與輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間的線性和非線性關(guān)系分別建模，而近閾值電流公式的復(fù)雜性使得常規(guī)電壓下基于積分的建模方法不再適用；第二，由于單元延時(shí)與工藝參數(shù)之間的非線性關(guān)系，近閾值下單元延時(shí)服從非高斯分布，導(dǎo)致原來基于高斯分布的單元延時(shí)模型不再適用。因此，需要建立一個(gè)快速準(zhǔn)確的近閾值單元電路延時(shí)模型，在保證精度的前提下盡可能減小仿真開銷。目前基于等效電流法的單元電路延時(shí)模型只針對(duì)特定輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間下的情況，沒有全面考慮輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間對(duì)于延時(shí)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是建立一種快速準(zhǔn)確的考慮輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間的近閾值單元電路延時(shí)模型，通過等效電流法和對(duì)數(shù)偏正態(tài)分布的性質(zhì)得到反相器和復(fù)合單元的延時(shí)標(biāo)稱模型和延時(shí)統(tǒng)計(jì)模型，具有高精度和低時(shí)間開銷的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)方案：為達(dá)到此目的，本發(fā)明的一種近閾值單元電路延時(shí)模型采用以下技術(shù)方案：

所述單元電路包括反相器、堆疊結(jié)構(gòu)單元和并聯(lián)結(jié)構(gòu)單元，所述模型包括以下步驟：

S1:獲取參數(shù)，包括單元電路各晶體管的工藝參數(shù)、單元電路參數(shù)和慢輸入延時(shí)參數(shù)；

S2:判斷單元電路類型，包括判斷單元電路是否為反相器、堆疊結(jié)構(gòu)單元、并聯(lián)結(jié)構(gòu)單元，根據(jù)單元電路類型計(jì)算該單元電路的大電流、小電流和電流積分，計(jì)算該大電流和小電流之和的自然對(duì)數(shù)的均值、方差和偏度，計(jì)算等效閾值電壓的均值、方差；

S3:判斷延時(shí)類型，根據(jù)步驟S2得到的單元電路類型，計(jì)算單元電路的過沖時(shí)間和延時(shí)，然后，根據(jù)過沖時(shí)間、延時(shí)和輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間的相對(duì)大小關(guān)系，判斷延時(shí)類型是極快輸入、快輸入或者慢輸入；如果過沖時(shí)間大于輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間，則延時(shí)類型為極快輸入；如果過沖時(shí)間小于輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間且延時(shí)大于輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間的一半，則延時(shí)類型為快輸入；如果過沖時(shí)間小于輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間且延時(shí)小于輸入轉(zhuǎn)換時(shí)間的一半，則延時(shí)類型為慢輸入；

S4:根據(jù)步驟S2得到的單元電路類型和步驟S3得到的延時(shí)類型建立單元電路延時(shí)標(biāo)稱模型，得到延時(shí)標(biāo)稱值；

S5:基于延時(shí)標(biāo)稱模型，根據(jù)步驟S2得到的單元電路類型和步驟S3得到的延時(shí)類型建立單元電路延時(shí)統(tǒng)計(jì)模型，得到延時(shí)統(tǒng)計(jì)量：方差、最大值和最小值。

其中：