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行业领域

电子信息技术,新型电子元器件

需求背景

系统级VLSI的DC压降分析是集成电路后端验证中的一项重要工作。目前，在系统级VLSI的设计过程中，集成电路中器件的核心电源电压不断降低，允许的电压容差越来越小，但集成电路的工作电流和布线密度却越来越大，导致DC压降问题日益突出。如果在系统级VLSI的设计过程中不考虑DC压降问题，很可能会因为DC压降问题导致系统的噪声容限下 降，系统在很小的扰动下也无法正常工作。另外，一个局部区域的电流密度过大，会导致这个区域的温度不断升高，最终整个系统都会损坏。因此，在系统级VLSI的设计过程中，要对整个系统的配电网络进行DC压降分析，保证整个系统的DC压降和电流密度分布在预设的允许范围内。

需解决的主要技术难题

集成电路DC压降的常用分析方法是利用电磁场的数值计算方法，如有限元法。其基本思想是将整个系统级VLSI所在的区域离散化，形成离散的网格单元，在网格单元中近似描述电磁场的麦克斯韦方程，并对离散的网格单元形成方程组。求解这个方程组可以得到待分析场量的离散解。然而，在系统级VLSI的发展过程中，集成电路中元件的集成度 越来越高，其尺度范围越来越大，即多尺度结构特征越来越明显，整体尺寸达到厘米级，而密集的走线、缝隙和过孔的尺寸达到纳米级。针对多尺度结构的系统级VLSI，如果对整个系统级VLSI区域进行高质量的网格划分，网格节点数将达到数千万甚至上亿。这种网格形成的未知量数千万甚至上亿的有限元稀疏矩阵很难直接求解。即使能解决，也需要巨大的内存和CPU时间。对于系统级VLSI的设计来说，这种时间成本太高，因此如何提供一种高精度、快速的求解方法来快速、准确地分析系统级VLSI的DC压降成为一个迫切需要解决的技术问题。

期望实现的主要技术目标

1、系统级集成电路的直流压降分析系统包括多层集成电路版图获取模块、网格剖分模块、子系统划分模块、有限元稀疏矩阵建立模块、待处理系统合成模块、星形‑三角形变换模块、求解模块。

2、系统级集成电路的直流压降分析方法，只求解第m个子系统的稀疏矩阵而不求解整个系统域，可大大简化求解过程，在保证求解精度的基础上提高求解速度，实现系统级VLSI DC压降的快速准确分析。

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