一種基于降噪目的的3d集成電路中tsv位置自動布局方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，輸入單元，用于建立3D集成電路直角坐標(biāo)系，初步確定TSV所在坐標(biāo)；移動單元，用于移動信號TSV到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)；調(diào)整單元，用于調(diào)整多余TSV的位置；存儲單元，用于利用畫圓的方法找到間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對；判斷單元，用于判斷是否進(jìn)行優(yōu)化；彈開單元，用于將間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對做彈開處理。本發(fā)明不破壞原始電路結(jié)構(gòu)，對初步布局后的TSV版圖做簡單的重新布局，規(guī)范了3D集成電路版圖中TSV的位置，減少了互連線的長度，合理地增加了各TSV的間距，達(dá)到了減小容性噪聲的目的，同時優(yōu)化了TSV自動布局。
【專利說明】—種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D集成電路中TSV位置自動布局方法，屬于電路設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路設(shè)計及制造水平飛速發(fā)展，單個芯片可以集成數(shù)億個晶體管。然而，隨著集成度不斷提高，每片上的器件單元數(shù)量急劇增加，芯片面積增大，單元間連線的增長既影響電路工作速度又占用很多面積，嚴(yán)重影響集成電路進(jìn)一步提高集成度和工作速度。在這種情況下，三維芯片集成技術(shù)成為一個新的發(fā)展思路。另外，全新的器件結(jié)構(gòu)，比如碳納米管、自旋電子或者分子開關(guān)等，在若干年內(nèi)還不能準(zhǔn)備好，新型的組裝方法，如3D集成技術(shù)再次被提了出來。存儲器速度滯后問題是3D集成的另一個推動因素，眾所周知，相對于處理器速度，存儲器存取速度的發(fā)展較慢，導(dǎo)致處理器在等待存儲器獲取數(shù)據(jù)的過程中被拖延。在多核處理器中，這一問題更加嚴(yán)重，可能需要將存儲器與處理器直接鍵合在一起。
[0003]3D集成被定義為一種系統(tǒng)級集成結(jié)構(gòu)，在這一結(jié)構(gòu)中，多層平面器件被堆疊起來，并經(jīng)由TSV在豎直方向連接起來。3D集成電路可以有效的減少線路長度，提高運(yùn)算速度，降低功耗，在減少芯片面積的同時緩解互連延遲的問題。同時，多層芯片之間則可以通過TSV使其單元進(jìn)行層間的互聯(lián)。與此同時，3D集成電路還面臨著一些技術(shù)挑戰(zhàn)，首先是散熱問題，由于電路系統(tǒng)擁有了更高的集成程度，熱功耗是一個不可忽視的問題，熱功耗增加使表面積體積比下降，而傳統(tǒng)的平面散熱技術(shù)不再能滿足三維集成電路的散熱要求；其次是測試問題，傳統(tǒng)的測試技術(shù)只是針對于單層系統(tǒng)，而現(xiàn)在并未提出一種測試方法針對多層芯片集成后的整體系統(tǒng)測試技術(shù)。
[0004]硅通孔技術(shù)(TSV)是通過在芯片與芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)芯片之間互連的最新技術(shù)。由于TSV能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大、芯片之間的互連線最短、外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能，成為目前電子封裝技術(shù)中最為引人注目的一種技術(shù)。但是以TSV技術(shù)為主的第四代封裝技術(shù)還面臨著不少的困難，首先是價格和成本之間存在著極大的障礙，TSV會使每片晶片增加不少的成本花費(fèi)，所以如何定價就是一個比較值得商榷的問題，現(xiàn)在唯一的解決辦法就是削減成本。其次，新技術(shù)的不確定性所帶來的風(fēng)險，是每一個公司都不可以回避的。最后，實(shí)際量產(chǎn)的需求問題將直接影響這項(xiàng)新技術(shù)能否在日新月異的市場中生存下來，目前的市場并沒有太多公司批量引進(jìn)這種由TSV技術(shù)制作的芯片。這些潛在的問題是使TSV技術(shù)廣泛應(yīng)用于市場必須要解決的，而目前的工程師們在解決TSV堆疊所面臨的挑戰(zhàn)方面已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。
[0005]集成電路進(jìn)入深亞微米以后，噪聲問題越來越成為人們關(guān)注的一個問題:互連線的布線密度變大、層數(shù)增多、高寬比變大以及耦合電容在互連線總電容中所占的比例增大等因素使容性噪聲影響趨于明顯，容性噪聲的產(chǎn)生是由于相鄰的網(wǎng)絡(luò)的電場延伸到周圍空間而產(chǎn)生的邊緣場，若在此邊緣場中布線，便會產(chǎn)生耦合噪聲，而噪聲限制了電路能夠正確處理的最小電平信號，它與功耗、速度和線性度相互制約，是進(jìn)行模擬電路設(shè)計時要考慮的重要因素。目前，芯片電源電壓的不斷減小影響了數(shù)字電路的耐噪性，而更多高性能模塊的加入使得對電路的噪聲分析難度越來越大。為解決上述目的，本發(fā)明提出一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，本發(fā)明結(jié)合坐標(biāo)排布法，合理的優(yōu)化了版圖的同時又通過拉開TSV間距從而有效地降低了電路中的容性噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供了一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，該3D集成電路中降噪的TSV位置自動布局系統(tǒng)包括輸入單元、移動單元、調(diào)整單元:存儲單元、判斷單元、彈開單元；其中輸入單元用于建立3D集成電路直角坐標(biāo)系，初步確定TSV所在坐標(biāo)；移動單元用于移動信號TSV到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)；調(diào)整單元用于調(diào)整多余TSV的位置；存儲單元用于利用畫圓的方法找到間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對；判斷單元用于判斷是否進(jìn)行優(yōu)化；彈開單元用于將間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對做彈開處理；本發(fā)明方法未破壞原始電路結(jié)構(gòu)，并對初步布局后的TSV版圖做簡單的重新布局，通過建立一定TSV間距達(dá)到降低電路中容性噪聲的目的。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，3D集成電路中降噪的TSV自動布局首先對版圖內(nèi)的TSV移動到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)并作布局調(diào)整，刻度標(biāo)準(zhǔn)為衡量是否產(chǎn)生噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，小于等于刻度標(biāo)準(zhǔn)可能會產(chǎn)生容性噪聲，故利用刻度標(biāo)準(zhǔn)為半徑畫圓的方法找到圓周上可能存在噪聲TSV對；若圓周上不存在TSV則結(jié)束優(yōu)化否則進(jìn)行彈開處理，直至集合內(nèi)TSV對數(shù)目為零，完成整個自動布局過程。
[0008]以下為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的具體步驟。
[0009]S1.建立3D集成電路直角坐標(biāo)系，初步確定信號TSV所在坐標(biāo)；在版圖中建立平面直角坐標(biāo)系A(chǔ)，其坐標(biāo)軸沿版圖邊緣生成；坐標(biāo)系A(chǔ)的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；建立刻度標(biāo)準(zhǔn)R，使坐標(biāo)橫軸和縱軸以n個R來劃分，n為整數(shù)，則整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)表示為(nR，nR)，根據(jù)建立的刻度標(biāo)準(zhǔn)，通過計算每個信號TSV距離橫縱軸的距離確定每個TSV所在的坐標(biāo)點(diǎn)。
[0010]S2.移動信號TSV到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)；分別將信號TSV所在坐標(biāo)的橫縱坐標(biāo)四舍五入，找出離其最近的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)，并將TSV移動到四舍五入后坐標(biāo)點(diǎn)的位置。
[0011]S3.當(dāng)一個坐標(biāo)點(diǎn)存在多個TSV時，對其進(jìn)行如下處理首先對其周圍的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)順時針進(jìn)行編號，然后將多余的TSV依次順時針放到空閑的坐標(biāo)點(diǎn)；當(dāng)外圍坐標(biāo)點(diǎn)被全部占用時，就將多余的TSV依次放置到其周圍坐標(biāo)點(diǎn)的次外圍坐標(biāo)點(diǎn)，循環(huán)執(zhí)行S3，直至每個整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)TSV的個數(shù)至多為I。
[0012]S4.利用畫圓的方法找到間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對；在初步整理后的版圖中，依次以每一個TSV所在的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)為圓心，刻度標(biāo)準(zhǔn)為半徑做圓，圓周上的TSV為可能產(chǎn)生容性噪聲的情況，隨后逐個記錄所有圓周上TSV的數(shù)目。
[0013]S5.若所有圓周上都沒有TSV存在，則說明此TSV版圖并不需要優(yōu)化；而當(dāng)任意一個圓周上存在TSV時，繼續(xù)執(zhí)行S6。
[0014]S6.將間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對做彈開處理:從版圖中找到存在TSV數(shù)目最多的圓周，此圓周做優(yōu)先處理，將圓上的TSV逐個移動到圓外距離一個刻度標(biāo)準(zhǔn)的臨近空閑坐標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)圓外臨近坐標(biāo)點(diǎn)被占用時，就將該TSV移動到距離圓周兩個刻度標(biāo)準(zhǔn)的次外層空閑點(diǎn)；若存在有多個圓周存在最多的TSV數(shù)目的情況，則任選其中一個圓周進(jìn)行彈開處理；循環(huán)執(zhí)行S4、S5、S6，直至滿足所有圓周上都沒有TSV存在跳出循環(huán)，完成整個優(yōu)化過程。
[0015]坐標(biāo)系A(chǔ)的坐標(biāo)軸刻度與實(shí)際的版圖的大小相符，并精確到納米級。
[0016]3D集成電路中降噪聲的TSV位置自動布局裝置，其包括有:
[0017]輸入單元，用于建立3D集成電路直角坐標(biāo)系，初步確定TSV所在坐標(biāo):在版圖中建立直角坐標(biāo)系A(chǔ)，其坐標(biāo)軸沿版圖邊緣生成。坐標(biāo)系的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；建立刻度標(biāo)準(zhǔn)R，使坐標(biāo)橫軸和縱軸以n個R來劃分，n為整數(shù)，則整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)表示為(nR，nR),根據(jù)建立的刻度標(biāo)準(zhǔn)，通過計算每個TSV距離橫縱軸的距離確定每個TSV所在的坐標(biāo)點(diǎn)。
[0018]移動單元，用于移動信號TSV到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)。分別將信號TSV所在坐標(biāo)的橫縱坐標(biāo)四舍五入，找出離其最近的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)，并將TSV移動到四舍五入后坐標(biāo)點(diǎn)的位置。
[0019]調(diào)整單元，用于調(diào)整多余TSV的位置。當(dāng)一個坐標(biāo)點(diǎn)存在多個TSV時，則對其周圍的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行編號，將多余的TSV依次放到空閑的坐標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)外圍坐標(biāo)點(diǎn)被全部占用時，就將多余的TSV依次放置到其周圍坐標(biāo)點(diǎn)的次外圍坐標(biāo)點(diǎn)，循環(huán)執(zhí)行S3，直至每個整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)TSV的個數(shù)至多為I。
[0020]存儲單元，用于利用畫圓的方法找到間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對。在初步整理后的版圖中，依次以每一個TSV所在的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)為圓心，刻度標(biāo)準(zhǔn)為半徑做圓，圓周上的TSV為可能產(chǎn)生容性噪聲的情況，隨后逐個記錄所有圓周上TSV的數(shù)目。
[0021]判斷單元，用于判斷是否進(jìn)行優(yōu)化。若所有圓周上都沒有TSV存在，則說明此TSV版圖并不需要優(yōu)化；而當(dāng)任意一個圓周上存在TSV時，繼續(xù)執(zhí)行S6。
[0022]彈開單元，用于將間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對做彈開處理。找到存在TSV數(shù)目最多的圓周，將圓上的TSV移動到圓外距離一個刻度標(biāo)準(zhǔn)的臨近空閑坐標(biāo)點(diǎn)，當(dāng)圓外臨近坐標(biāo)點(diǎn)被占用時，就將該TSV移動到距離圓周兩個刻度標(biāo)準(zhǔn)的次外層空閑點(diǎn)；若存在有多個圓周存在最多的TSV數(shù)目的情況，則任選其中一個圓周進(jìn)行彈開處理；循環(huán)執(zhí)行S4、S5、S6,直至滿足所有圓周上都沒有TSV存在，跳出循環(huán)，完成整個優(yōu)化過程。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以獲得如下有益效果。
[0024]本發(fā)明以簡單的方法直接解決電路間存在的容性噪聲問題，不破壞原始電路結(jié)構(gòu)，對初步布局后的TSV版圖做簡單的重新布局，規(guī)范了 3D集成電路版圖中TSV的位置，滿足工藝加工的約束，調(diào)整了擁擠TSV的位置，減少了互連線的長度，合理的增加了各TSV的間距，達(dá)到了減小容性噪聲的目的，同時優(yōu)化了 TSV的自動布局。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為3D集成電路芯片的剖面示意圖；
[0026]圖2為TSV原版圖；
[0027]圖3為移動TSV不意圖；
[0028]圖4為移動后TSV版圖；
[0029]圖5為初步優(yōu)化后TSV版圖；[0030]圖6為擁擠TSV移動示意圖；
[0031]圖7為TSV畫圓示意圖；
[0032]圖8為TSV彈開示意圖；
[0033]圖9為彈開處理后TSV版圖；
[0034]圖10為本發(fā)明的3D集成電路中降噪聲的TSV位置自動布局方法的流程圖。
[0035]圖中:1、TSV，2、刻度標(biāo)準(zhǔn)，3、坐標(biāo)系，4、移動方向，5、頂層芯片，6、底層芯片，7、標(biāo)準(zhǔn)單元，8、金屬互聯(lián)線，9、襯底，10、坐標(biāo)點(diǎn)，11、坐標(biāo)線。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0037]如圖1所示為3D集成電路芯片的剖面示意圖，本發(fā)明中的3D集成電路是一種三維立體式的芯片結(jié)構(gòu)，整個芯片包括TSV1、刻度標(biāo)準(zhǔn)2、頂層芯片5、底層芯片6、標(biāo)準(zhǔn)單元
7、金屬互聯(lián)線8、襯底9、坐標(biāo)點(diǎn)10 ;本發(fā)明包括六個單元，分別為輸入單元、移動單元、調(diào)整單元、存儲單元、判斷單元、彈開單元，這6個單元構(gòu)成了芯片的整體，3D芯片中每一層都是2D芯片，并由TSVl在豎直方向連接起來，其主要由頂層芯片5和低層芯片6兩部分構(gòu)成；標(biāo)準(zhǔn)單元7是集成電路中實(shí)現(xiàn)信號互聯(lián)的基本組成部分，標(biāo)準(zhǔn)單元7的互聯(lián)由金屬互聯(lián)線8完成；頂層芯片5和底層芯片6相連接需要通過TSVl，這種TSVl是穿過相鄰兩層芯片的硅通孔；本發(fā)明的布局方法通過建立直角坐標(biāo)系3，坐標(biāo)系3的單位長度為刻度標(biāo)準(zhǔn)2，虛線為坐標(biāo)的坐標(biāo)線11，而由各坐標(biāo)線相交而成的為坐標(biāo)點(diǎn)10，把TSVl移動到最近的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)10，找到可能存在容性噪聲的TSV對對其做彈開處理完成優(yōu)化TSVl布局過程；本發(fā)明致力于對已經(jīng)初步確定TSV位置的3D集成電路版圖進(jìn)行優(yōu)化，規(guī)范了 3D集成電路版圖中的TSVl位置減少了所需互連線的長度，通過合理的增加各個TSVl之間的距離達(dá)到減小容性噪聲的目的。
[0038]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施步驟。
[0039]如圖2所示為TSV原版圖，輸入單元包括TSVl和坐標(biāo)系3，其用于確定TSVl所在位置，第一步建立3D集成電路直角坐標(biāo)系3，初步確定各個TSVl所在坐標(biāo)；圖中黑色實(shí)心圓圈為TSV1，橫、縱坐標(biāo)軸分別沿版圖的水平、豎直方向生成；建立刻度標(biāo)準(zhǔn)2，并用刻度標(biāo)準(zhǔn)2均分橫縱軸，則整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)10表示為(nR，nR)，初步計算各個TSVl的坐標(biāo)；依據(jù)坐標(biāo)軸上的刻度標(biāo)準(zhǔn)2計算每個TSVl所在位置距離橫縱坐標(biāo)的距離，確定每個TSVl的坐標(biāo)。
[0040]如圖3所示為移動TSV示意圖，移動單元包括TSV1、刻度標(biāo)準(zhǔn)2、以及坐標(biāo)系3，其用于將TSVl移動到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)，初步對版圖中的TSVl進(jìn)行布局；第二步移動TSVl到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)10 ;將TSVl所在坐標(biāo)的橫縱坐標(biāo)四舍五入，確定一個離其最近的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)10，移動到該坐標(biāo)點(diǎn)10的位置，即將TSVl的坐標(biāo)更改為與其坐標(biāo)點(diǎn)10距離最近坐標(biāo)點(diǎn)10的坐標(biāo)。
[0041]如圖4所示為移動后TSV版圖，圖5為初步優(yōu)化后TSV版圖，圖6為擁擠TSV移動示意圖，調(diào)整單元包括TSVl、刻度標(biāo)準(zhǔn)2、坐標(biāo)系3、坐標(biāo)點(diǎn)10、坐標(biāo)線11，其用于調(diào)整位置重合TSVl的位置；第三步將所有TSVl移動到最近的坐標(biāo)點(diǎn)10后會存在多個TSVl被移動到同一坐標(biāo)點(diǎn)10的問題；調(diào)整版圖中出現(xiàn)的這種情況，首先將某個TSVl個數(shù)大于“I”的點(diǎn)臨近一周的坐標(biāo)點(diǎn)10順時針編號，如圖6a所示；然后將多余的TSVl移動到臨近的已經(jīng)編號的坐標(biāo)點(diǎn)10上，如果該點(diǎn)已經(jīng)存在其他TSVl時，則跳過該點(diǎn)，將此TSVl順時針移動到下一個坐標(biāo)點(diǎn)10，如圖6b ;如果原始TSVl臨近一周已經(jīng)編號的位置全被占用時，就將此外圍的一周坐標(biāo)點(diǎn)10按照上述方式處理；最后重復(fù)此過程，直至每個坐標(biāo)點(diǎn)10上的TSVl個數(shù)至多為“ I ”，完成調(diào)整后的版圖如圖5所示。
[0042]如圖7所示為TSV畫圓示意圖，存儲單元包括TSVl、刻度標(biāo)準(zhǔn)2、坐標(biāo)系3，其利用畫圓的方法找到間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對并存儲下來；如圖7判斷單元包括TSV1、刻度標(biāo)準(zhǔn)2、坐標(biāo)系3，其用于判斷是否進(jìn)行彈開處理；第四步利用幾何方法找到間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSVl對；在版圖的坐標(biāo)系3中，依次以每一個TSVl所在的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)10為圓心，并以刻度標(biāo)準(zhǔn)2為半徑做圓，坐標(biāo)系3中圓周上的TSVl為可能產(chǎn)生容性噪聲的情況，將每個圓周上存在的TSVl數(shù)目記錄下來。
[0043]第五步，若坐標(biāo)系3中的所有圓周上都沒有TSVl存在，則說明此TSVl版圖并不需要優(yōu)化，直接結(jié)束整理過程；而當(dāng)版圖中任意一個圓周上存在TSVl時，繼續(xù)執(zhí)行第六步。
[0044]如圖8所示為TSV彈開示意圖，彈開單元包括TSVl、刻度標(biāo)準(zhǔn)2、坐標(biāo)系3、移動方向4、坐標(biāo)點(diǎn)10、坐標(biāo)線11，此單元用于通過拉開間距降低TSVl間的容性噪聲；第六步逐個將間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)2的TSVl對做彈開處理；由記錄的每個圓周上TSVl的數(shù)目中找到存在TSVl數(shù)目最多的圓周，出現(xiàn)在圓周上的TSVl即為可能出現(xiàn)噪聲的TSVl對，為了減小噪聲影響，需要進(jìn)行彈開一定距離的處理；如圖8所示，將圓周上的TSVl外圍臨近間隔I個刻度標(biāo)準(zhǔn)2的坐標(biāo)點(diǎn)11順時針依次編號，然后將圓周上的所有TSVl移動到圓外距離圓周一個刻度標(biāo)準(zhǔn)2的臨近空閑坐標(biāo)點(diǎn)10，假如圓外臨近坐標(biāo)點(diǎn)11被占用時，就將該TSVl移動到距離圓周兩個刻度標(biāo)準(zhǔn)2的次外層空閑點(diǎn)；若存在有多個圓周存在相同的最多的TSVl數(shù)目的情況，則任選其中一個圓周進(jìn)行彈開處理；循環(huán)執(zhí)行第四、五、六步，直至滿足最后所有圓周上都沒有TSVl存在，跳出循環(huán)，完成整個優(yōu)化過程。
[0045]如圖9所示為彈開處理后TSV版圖，圖中TSV位置排列整齊，滿足工藝規(guī)定條件，各個TSV間距合理，達(dá)到減小容性噪聲的目的，能夠投產(chǎn)制造。
[0046]如圖10所示為本發(fā)明的3D集成電路中降噪聲的TSV位置自動布局方法的流程圖。
【權(quán)利要求】
1.一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，其特征在于:本發(fā)明中的3D集成電路是一種三維立體式的芯片結(jié)構(gòu)，整個芯片包括TSV (I)、刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)、頂層芯片(5)、底層芯片(6)、標(biāo)準(zhǔn)單元(7)、金屬互聯(lián)線(8)、襯底(9)、坐標(biāo)點(diǎn)(10);本發(fā)明包括六個單元，分別為輸入單元、移動單元、調(diào)整單元、存儲單元、判斷單元、彈開單元，這六個單元構(gòu)成了芯片的整體，3D芯片中每一層都是2D芯片，并由TSV (I)在豎直方向連接起來，其主要由頂層芯片(5)和底層芯片(6)兩部分構(gòu)成；標(biāo)準(zhǔn)單元(7)是集成電路中實(shí)現(xiàn)信號互聯(lián)的基本組成部分，標(biāo)準(zhǔn)單元(7)的互聯(lián)由金屬互聯(lián)線(8)完成；頂層芯片(5)和底層芯片(6)相連接需要通過TSV (1)，這種TSV (I)是穿過相鄰兩層芯片的硅通孔；本發(fā)明的布局方法通過建立直角坐標(biāo)系(3)，坐標(biāo)系(3)的單位長度為刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)，虛線為坐標(biāo)的坐標(biāo)線(11 )，而由各坐標(biāo)線相交而成的為坐標(biāo)點(diǎn)(10 )，把TSV (I)移動到最近的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)(10)，找到可能存在容性噪聲的TSV對對其做彈開處理完成優(yōu)化TSV (I)布局過程； 輸入單元包括TSV (I)和坐標(biāo)系(3)，其用于確定TSV (I)所在位置，第一步建立3D集成電路直角坐標(biāo)系(3)，初步確定各個TSV (I)所在坐標(biāo)；橫、縱坐標(biāo)軸分別沿版圖的水平、豎直方向生成；建立刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)，并用刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)均分橫縱軸，則整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)(10)表示為(nR，nR)，初步計算各個TSV (I)的坐標(biāo)；依據(jù)坐標(biāo)軸上的刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)計算每個TSV (I)所在位置距離橫縱坐標(biāo)的距離，確定每個TSV (I)的坐標(biāo)； 移動單元包括TSV (I)、刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)以及坐標(biāo)系(3)，其用于將TSVl移動到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)，初步對版圖中的TSV (I)進(jìn)行布局；第二步移動TSV (I)到整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)(10) JfTSV(I)所在坐標(biāo)的橫縱坐標(biāo)四舍五入，確定一個離其最近的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)(10)，移動到該坐標(biāo)點(diǎn)(10)的位置，即將TSV (I)的坐標(biāo)更改為與其坐標(biāo)點(diǎn)(10)距離最近坐標(biāo)點(diǎn)(10)的坐標(biāo)； 調(diào)整單元包括TSV (I)、刻度標(biāo)準(zhǔn)(2 )、坐標(biāo)系(3 )、坐標(biāo)點(diǎn)(10 )、坐標(biāo)線(11)，其用于調(diào)整位置重合TSV (I)的位置；第三步將所有TSV (I)移動到最近的坐標(biāo)點(diǎn)(10)后會存在多個TSV (I)被移動到同一坐標(biāo)點(diǎn)(10)的問題；調(diào)整版圖中出現(xiàn)的這種情況，首先將某個TSV (I)個數(shù)大于“I”的點(diǎn)臨近一周`的坐標(biāo)點(diǎn)(10)順時針編號；然后將多余的TSV (I)移動到臨近的已經(jīng)編號的坐標(biāo)點(diǎn)(10)上，如果該點(diǎn)已經(jīng)存在其他TSV (I)時，則跳過該點(diǎn)，將此TSV (I)順時針移動到下一個坐標(biāo)點(diǎn)(10);如果原始TSV (I)臨近一周已經(jīng)編號的位置全被占用時，就將此外圍的一周坐標(biāo)點(diǎn)(10)按照上述方式處理；最后重復(fù)此過程，直至每個坐標(biāo)點(diǎn)(10)上的TSV (I)個數(shù)至多為“1”，完成調(diào)整后的版圖； 存儲單元包括TSV (I)、刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)、坐標(biāo)系(3)，其利用畫圓的方法找到間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV對并存儲下來；判斷單元包括TSV(l)、刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)、坐標(biāo)系(3)，其用于判斷是否進(jìn)行彈開處理；第四步利用幾何方法找到間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)的TSV (I)對；在版圖的坐標(biāo)系(3)中，依次以每一個TSV (I)所在的整數(shù)坐標(biāo)點(diǎn)(10)為圓心，并以刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)為半徑做圓，坐標(biāo)系(3)中圓周上的TSV (I)為可能產(chǎn)生容性噪聲的情況，將每個圓周上存在的TSV (I)數(shù)目記錄下來； 第五步，若坐標(biāo)系(3)中的所有圓周上都沒有TSV (I)存在，則說明此TSV (I)版圖并不需要優(yōu)化，直接結(jié)束整理過程；而當(dāng)版圖中任意一個圓周上存在TSV (I)時，繼續(xù)執(zhí)行第丄止/、少；彈開單元包括TSV (I)、刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)、坐標(biāo)系(3)、移動方向(4)、坐標(biāo)點(diǎn)(10)、坐標(biāo)線(II)，此單元用于通過拉開間距降低TSV(I)間的容性噪聲；第六步逐個將間距等于刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)的TSV (I)對做彈開處理；由記錄的每個圓周上TSV (I)的數(shù)目中找到存在TSV(I)數(shù)目最多的圓周，出現(xiàn)在圓周上的TSV (I)即為可能出現(xiàn)噪聲的TSV (I)對，為了減小噪聲影響，需要進(jìn)行彈開一定距離的處理；將圓周上的TSV (I)外圍臨近間隔(I)個刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)的坐標(biāo)點(diǎn)(11)順時針依次編號，然后將圓周上的所有TSV (I)移動到圓外距離圓周一個刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)的臨近空閑坐標(biāo)點(diǎn)(10)，假如圓外臨近坐標(biāo)點(diǎn)(11)被占用時，就將該TSV(I)移動到距離圓周兩個刻度標(biāo)準(zhǔn)(2)的次外層空閑點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，其特征在于:若存在有多個圓周存在相同的最多的TSV (I)數(shù)目的情況，則任選其中一個圓周進(jìn)行彈開處理；循環(huán)執(zhí)行第四、五、六步，直至滿足最后所有圓周上都沒有TSV (I)存在，跳出循環(huán)，完成整個優(yōu)化過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，其特征在于:其中所述移動一定距離指從版圖中找到存在TSV (I)數(shù)目最多的圓周，將圓上的TSV (I)逐個移動到圓外距離一個刻度標(biāo)準(zhǔn)的臨近空閑坐標(biāo)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，其特征在于:其中所述方式移動后的版圖即為降噪聲的TSV (I)布局優(yōu)化后的版圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，其特征在于:所述TSV (I)指3D-1C中處于不同芯片層的同一線網(wǎng)用于跨層互連的硅穿孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于降噪目的的3D集成電路中TSV位置自動布局方法，其特征在于:其中所述降噪聲是通過建立一定的TSV (I)間距降低電容在互連線中帶來的容性噪聲的影響。
【文檔編號】G06F17/50GK103678770SQ201310562603
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】侯立剛, 梁翔, 汪金輝, 路博, 彭曉宏, 耿淑琴 申請人:北京工業(yè)大學(xué)