一种基于降噪目的的3D集成电路中TSV位置自动布局方法

摘要

本发明涉及一种基于降噪目的的3D集成电路中TSV位置自动布局方法，输入单元，用于建立3D集成电路直角坐标系，初步确定TSV所在坐标；移动单元，用于移动信号TSV到整数坐标点；调整单元，用于调整多余TSV的位置；存储单元，用于利用画圆的方法找到间距等于刻度标准的TSV对；判断单元，用于判断是否进行优化；弹开单元，用于将间距等于刻度标准的TSV对做弹开处理。本发明不破坏原始电路结构，对初步布局后的TSV版图做简单的重新布局，规范了3D集成电路版图中TSV的位置，减少了互连线的长度，合理地增加了各TSV的间距，达到了减小容性噪声的目的，同时优化了TSV自动布局。

主权项

一种基于降噪目的的3D集成电路中TSV位置自动布局方法，其特征在于：本发明中的3D集成电路是一种三维立体式的芯片结构，整个芯片包括TSV（1）、刻度标准（2）、顶层芯片（5）、底层芯片（6）、标准单元（7）、金属互联线（8）、衬底（9）、坐标点（10）；本发明包括六个单元，分别为输入单元、移动单元、调整单元、存储单元、判断单元、弹开单元，这六个单元构成了芯片的整体，3D芯片中每一层都是2D芯片，并由TSV（1）在竖直方向连接起来，其主要由顶层芯片（5）和底层芯片（6）两部分构成；标准单元（7）是集成电路中实现信号互联的基本组成部分，标准单元（7）的互联由金属互联线（8）完成；顶层芯片（5）和底层芯片（6）相连接需要通过TSV（1），这种TSV（1）是穿过相邻两层芯片的硅通孔；本发明的布局方法通过建立直角坐标系（3），坐标系（3）的单位长度为刻度标准（2），虚线为坐标的坐标线（11），而由各坐标线相交而成的为坐标点（10），把TSV（1）移动到最近的整数坐标点（10），找到可能存在容性噪声的TSV对对其做弹开处理完成优化TSV（1）布局过程；输入单元包括TSV（1）和坐标系（3），其用于确定TSV（1）所在位置，第一步建立3D集成电路直角坐标系（3），初步确定各个TSV（1）所在坐标；横、纵坐标轴分别沿版图的水平、竖直方向生成；建立刻度标准（2），并用刻度标准（2）均分横纵轴，则整数坐标点（10）表示为（nR,nR），初步计算各个TSV（1）的坐标；依据坐标轴上的刻度标准（2）计算每个TSV（1）所在位置距离横纵 坐标的距离，确定每个TSV（1）的坐标；移动单元包括TSV（1）、刻度标准（2）以及坐标系（3），其用于将TSV1移动到整数坐标点，初步对版图中的TSV（1）进行布局；第二步移动TSV（1）到整数坐标点（10）；将TSV（1）所在坐标的横纵坐标四舍五入，确定一个离其最近的整数坐标点（10），移动到该坐标点（10）的位置，即将TSV（1）的坐标更改为与其坐标点（10）距离最近坐标点（10）的坐标；调整单元包括TSV（1）、刻度标准（2）、坐标系（3）、坐标点（10）、坐标线（11），其用于调整位置重合TSV（1）的位置；第三步将所有TSV（1）移动到最近的坐标点（10）后会存在多个TSV（1）被移动到同一坐标点（10）的问题；调整版图中出现的这种情况，首先将某个TSV（1）个数大于“1”的点临近一周的坐标点（10）顺时针编号；然后将多余的TSV（1）移动到临近的已经编号的坐标点（10）上，如果该点已经存在其他TSV（1）时，则跳过该点，将此TSV（1）顺时针移动到下一个坐标点（10）；如果原始TSV（1）临近一周已经编号的位置全被占用时，就将此外围的一周坐标点（10）按照上述方式处理；最后重复此过程，直至每个坐标点（10）上的TSV（1）个数至多为“1”，完成调整后的版图；存储单元包括TSV（1）、刻度标准（2）、坐标系（3），其利用画圆的方法找到间距等于刻度标准的TSV对并存储下来；判断单元包括TSV（1）、刻度标准（2）、坐标系（3），其用于判断是否进行弹开处理；第四步利用几何方法找到间距等于刻度标准的TSV （1）对；在版图的坐标系（3）中，依次以每一个TSV（1）所在的整数坐标点（10）为圆心，并以刻度标准（2）为半径做圆，坐标系（3）中圆周上的TSV（1）为可能产生容性噪声的情况，将每个圆周上存在的TSV（1）数目记录下来；第五步，若坐标系（3）中的所有圆周上都没有TSV（1）存在，则说明此TSV（1）版图并不需要优化，直接结束整理过程；而当版图中任意一个圆周上存在TSV（1）时，继续执行第六步；弹开单元包括TSV（1）、刻度标准（2）、坐标系（3）、移动方向（4）、坐标点（10）、坐标线（11），此单元用于通过拉开间距降低TSV（1）间的容性噪声；第六步逐个将间距等于刻度标准（2）的TSV（1）对做弹开处理；由记录的每个圆周上TSV（1）的数目中找到存在TSV（1）数目最多的圆周，出现在圆周上的TSV（1）即为可能出现噪声的TSV（1）对，为了减小噪声影响，需要进行弹开一定距离的处理；将圆周上的TSV（1）外围临近间隔（1）个刻度标准（2）的坐标点（11）顺时针依次编号，然后将圆周上的所有TSV（1）移动到圆外距离圆周一个刻度标准（2）的临近空闲坐标点（10），假如圆外临近坐标点（11）被占用时，就将该TSV（1）移动到距离圆周两个刻度标准（2）的次外层空闲点。