一种芯片布局系统及芯片布局方法与流程

1.本领域涉及芯片布局领域，尤其涉及一种芯片布局系统及芯片布局方法


背景技术：

2.现有技术的芯片布局系统通常是先设计芯片原理图，接着将原理图通过布局设计工具转换为对应的版图即版图，最后依据芯片的设计要求对版图进行调整。又或者是先设计原理图代码，接着将代码转换为对应的版图，最后依据芯片的设计要求对代码进行调整。现有技术无论是设计芯片原理图或是设计原理图代码均无法对原理图中的各元件的元器件参数和各元件之间连接线路的线路参数进行设置，因此需要耗费额外的时间对版图进行调整，增加了芯片的设计成本。
3.现需要一种能在原理图设计阶段对原理图中的各元件的元器件参数和各元件之间连接线路的线路参数进行设置的芯片布局系统。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种芯片布局系统及芯片布局方法，以在原理图设计阶段实现对原理图中的各元件的元器件参数和各元件之间连接线路的线路参数进行设置。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种芯片布局系统，该系统包括：
6.原理图生成模块，所述原理图生成模块包括原理图生成单元和参数设置单元：所述原理图生成单元用于生成芯片原理图；其中，所述芯片原理图包括构成芯片的各元件以及各元件之间的连接线路；所述参数设置单元用于依据预设要求对所述各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置；
7.布局设计模块，用于依据所述芯片原理图直接或间接生成对应的版图；其中，所述版图中包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。
8.可选的，所述芯片布局系统还包括验证模块；所述验证模块用于对所述原理图生成模块生成的所述芯片原理图进行验证，以确保所述芯片原理图的逻辑功能无误。
9.可选的，所述原理图生成单元包括元件单元、连接单元、画布；
10.所述元件单元用于提供构成芯片的所述各元件；
11.所述画布用于对所述各元件进行布置；
12.所述连接单元用于连接各元件。
13.可选的，所述元件的类型包括光子元件和/或电子元件。
14.可选的，所述连接线路的类型包括光路连接或电路连接。
15.可选的，若所述连接线路的类型为光路连接，则所述元器件参数至少包括元件坐标、元件朝向角度；所述线路参数至少包括光波导型态、光波导弯曲方式、光波导总长度、光波导避让区域、随长度变化的光波导宽度、电控制信号的金属线宽度、电控制信号的金属线避让区域；
16.若所述连接线路的类型为电路连接，则所述元器件参数至少包括元件坐标；所述线路参数至少包括连接的最小距离、起始距离及结尾距离。
17.可选的，在所述布局设计模块用于依据所述芯片原理图间接生成对应的版图的情况下，所述芯片布局系统还包括脚本转换模块；
18.所述脚本转换模块用于将所述芯片原理图转换为对应的编码脚本；所述布局设计模块依据所述编码脚本生成对应的版图；
19.其中，所述编码脚本包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。
20.可选的，所述编码脚本的类型至少包括c++、c语言、java、python中的任一种。
21.可选的，所述芯片布局系统还包括视图优化模块；所述视图优化模块用于将所述原理图生成模块、所述脚本转换模块、所述布局设计模块集成在同一用户界面。
22.可选的，所述芯片布局系统还包括脚本逆转换模块；
23.所述脚本逆转换模块用于将所述编码脚本转换为对应的芯片原理图。
24.可选的，所述芯片布局系统还包括视图优化模块；
25.所述视图优化模块用于将所述原理图生成模块与所述布局设计模块集成在同一界面进行显示。
26.根据本发明的第二方面，提供了一种芯片布局方法，基于本发明的第一方面及可选方案所提供的芯片布局系统进行芯片布局，该方法包括：
27.生成芯片原理图；其中，所述芯片原理图包括构成芯片的各元件以及各元件之间的连接线路；
28.依据设计要求对各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置；
29.根据所述芯片原理图直接或间接生成对应的版图；其中，所述版图中包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。
30.可选的，该方法还包括对所述原理图生成模块生成的所述芯片原理图进行验证，以确保所述芯片原理图的逻辑功能无误。
31.可选的，根据所述芯片原理图间接生成对应的版图，具体包括：
32.将所述芯片原理图转换为对应的编码脚本；将所述编码脚本生成对应的版图；
33.其中，所述编码脚本包含所述芯片原理图中所述各元件的元器件参数以及所述各元件之间的连接线路的线路参数。
34.可选的，所述芯片布局方法还包括将所述编码脚本转换为对应的芯片原理图。
35.本发明提供的所述芯片布局系统及芯片布局方法，通过参数设置单元依据预设要求对所述各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置，使布局设计模块依据所述芯片原理图直接或间接生成对应的版图能包含所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。这样就能直接在原理图设计阶段完成对芯片的完整设计，无需再对版图进行调整，减少了本领域的技术人员对芯片设计的修调时间，缩短了芯片的设计周期。
附图说明
36.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
37.图1为本发明实施例提供的芯片布局方法的流程图一；
38.图2为本发明实施例提供的芯片布局方法的流程图二；
39.图3为本发明实施例提供的芯片布局系统的使用流程图一；
40.图4为本发明实施例提供的芯片布局系统的使用流程图二；
41.图5为本发明实施例提供的芯片布局系统的使用流程图三；
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
43.在详细介绍本发明实施之前，先对本发明的设计思路进行简要说明：
44.目前芯片的类型分为微电子型芯片和光子芯片；相较于微电子芯片，光子芯片在信息的传输速度、传播距离、衰减程度上均优异于微电子芯片，也不用担心芯片的发热问题。因此光子芯片的内部结构相较于微电子芯片无论是器件的布局还是器件之间的连接关系均要更加精密和复杂。现有技术通常是先直接设计光子芯片的原理图代码，再将原理图代码转换为对应的版图，最后通过不断调整原理图代码来实现光子芯片的版图设计。现有技术的设计流程由于需要通过调整不直观的代码来调整对应的版图，因此会耗费很多时间在代码编辑和码图转换上。为缩短光子芯片的设计周期，也可缩短微电子芯片的设计周期，本发明设计了一个芯片布局系统，使芯片的原理图设计阶段就可依据设计要求对芯片中各元件的元器件参数和各元件之间连接线路的线路参数进行设置，同时还可以根据原理图实时反应对应的版图，以便本领域的技术人员进行调整。
45.本发明实施例提供了一种芯片布局系统，该系统包括：
46.原理图生成模块，所述原理图生成模块包括原理图生成单元和参数设置单元：所述原理图生成单元用于生成芯片原理图；其中，所述芯片原理图包括构成芯片的各元件以及各元件之间的连接线路；所述参数设置单元用于依据预设要求对所述各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置；
47.布局设计模块，用于依据所述芯片原理图直接或间接生成对应的版图；其中，所述版图中包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。
48.本发明实施例通过上述技术方案，可对减少了本领域的技术人员对芯片设计的修
调时间，缩短了芯片的设计周期。其原理为：
49.通过所述芯片布局系统中的参数设置单元依据预设要求对所述芯片原理图中各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置，使布局设计模块依据所述芯片原理图直接或间接生成对应的版图无需修改便能符合设计要求，节省了本领域技术人员调节版图的时间，以缩短芯片的设计周期。
50.以下具体介绍本发明实施例中所述原理图生成单元的具体结构：
51.作为一种具体实施方式，所述原理图生成单元包括元件单元、连接单元、画布；
52.所述元件单元用于提供构成芯片的所述各元件；
53.所述画布用于对所述各元件进行布置；
54.所述连接单元用于连接各元件。
55.作为一种具体实施方式，所述连接单元包括第一连接子单元和第二连接子单元；所述第一连接子单元只用于将各元件之间的光端口进行连接，且所述第一连接子单元只能进行一对一连接；所述第二连接子单元用于将各元件之间的光端口或电端口进行连接，且所述第二连接子单元即可进行一对一连接，也可进行一对多连接；其中，各元件之间的光端口和电端口无法互相连接。
56.以下具体介绍本发明实施例中所述参数设置单元中元器件参数和线路参数的设置：
57.作为一种具体实施方式，若所述元件的类型为光子元件，所述连接线路为光路连接，则所述元器件参数包括但不限于元件坐标、元件朝向角度；所述线路参数包括但不限于光波导型态、光波导弯曲方式、光波导总长度、光波导避让区域、光波导工作波段、随长度变化的光波导宽度、电控制信号的金属线宽度、电控制信号的金属线避让区域。所述光子元件包括但不限于光调制器、光栅、方向耦合器、多工器、解多工器、多模干涉耦合器。其中，所述电控信号用于控制有源光器件的光信号。
58.作为一种具体实施方式，若所述元件的类型为电子元件，所述连接线路为电路连接，则所述元器件参数包括但不限于元件坐标；所述线路参数包括但不限于器件之间连接的最小距离、起始距离及结尾距离。所述电子元件包括但不限于晶体管、电阻、电容、电感。
59.以下具体介绍本发明实施例中所述芯片布局系统包含的其他模块：
60.作为一种具体实施方式，所述芯片布局系统还包括验证模块；所述验证模块用于对所述原理图生成模块生成的所述芯片原理图进行验证，以确保所述芯片原理图的逻辑功能无误。其中，所述验证模块具体可包括用于电子光子电路模拟的光子电路模拟器或是用于电子光子融合模拟和优化的spice电子电路模拟器。当然，也可以是其他类型的仿真工具，在此不做限定。
61.作为一种具体实施方式，在所述布局设计模块用于依据所述芯片原理图间接生成对应的版图的情况下，所述芯片布局系统还包括脚本转换模块；
62.所述脚本转换模块用于将所述芯片原理图转换为对应的编码脚本；所述布局设计模块依据所述编码脚本生成对应的版图；
63.其中，所述编码脚本包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。具体的：所述脚本转换模块为一种高级sdl引擎，可以将所述芯片原理图转换为定义版图的编码脚本。所述编码脚本的类型至少包
括c++、c语言、java、python中的任一种。
64.作为一种具体实施方式，所述芯片布局系统还包括脚本逆转换模块；所述脚本逆转换模块用于将所述编码脚本转换为对应的芯片原理图。其具有的有益效果为：可方便本领域的技术人员对所述芯片原理图进行重新评估，以及便于对所述芯片原理图进行再次修改。
65.作为一种具体实施方式，所述芯片布局系统还包括视图优化模块；所述视图优化模块用于将所述原理图生成模块与所述布局设计模块集成在同一界面进行显示。同时，在所述原理图生成模块上做的改动，也会通过所述布局设计模块同步至所述版图并通过所述视图优化模块进行显示。其具有的有益效果为：在设计所述芯片原理图时，可同步显示对应的版图，便于本领域的工作人员进行参照修改。当然，所述视图优化模块也可将所述原理图成模块、所述脚本转换模块、所述布局设计模块集成在同一用户界面，在此不做限定。
66.请参考图1，本发明实施例提供了一种芯片布局方法，基于本发明实施例提供的所述芯片布局系统进行芯片布局，该方法包括：
67.s1：生成芯片原理图；其中，所述芯片原理图包括构成芯片的各元件以及各元件之间的连接线路；
68.s2：依据设计要求对各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置；
69.s3：根据所述芯片原理图直接或间接生成对应的版图；其中，所述版图中包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。
70.作为一种具体实施方式，该方法还包括对所述原理图生成模块生成的所述芯片原理图进行验证，以确保所述芯片原理图的逻辑功能无误。
71.请参考图2，作为一种具体实施方式，s3中根据所述芯片原理图间接生成对应的版图，具体包括：
72.s31：将所述芯片原理图转换为对应的编码脚本；
73.s32：将所述编码脚本生成对应的版图；
74.其中，所述编码脚本包含所述芯片原理图中所述各元件的元器件参数以及所述各元件之间的连接线路的线路参数。
75.作为一种具体实施方式，所述芯片布局方法还包括将所述编码脚本转换为对应的芯片原理图。
76.请参考图3，以下具体介绍本发明实施例提供的所述芯片布局系统的使用流程：
77.u1：新建项目。
78.u2：在项目中创建链路。
79.u3：在所述原理图生成模块中绘制所述芯片原理图。
80.u4：运行所述布局设计工具将所述芯片原理图生成对应的版图。
81.请参考图4，作为一种具体实施方式，u3中在所述原理图生成模块中绘制所述芯片原理图，具体包括：
82.u31：在所述画布中布置各元件。
83.u32：使用所述连线单元将各元件之间的端口按设计要求进行连接。
84.u33：依据设计要求修改各元件的元器件参数。
85.u34：依据设计要求修改各元件之间连接线路的线路参数。
86.作为一种具体实施方式，u32中使用所述连线单元将各元件之间的端口按设计要求进行连接，具体包括：对于光端口之间使用所述第二连接子单元进行连接包括第一光连接和第二光连接；所述第一光连接为默认连接方式；所述第二光连接可以对连接线路的坐标位置进行设定。
87.请参考图5，作为一种具体实施方式，u4中运行所述布局设计工具将所述芯片原理图生成对应的版图，具体包括：
88.u41：运用所述验证模块对所述芯片原理图进行验证。若验证成功，则跳至u42；若验证失败，则跳至u44。
89.u42：运用所述脚本转换模块将验证成功的所述芯片原理图生成对应的编码脚本。
90.u43：运用所述布局设计工具将所述编码脚本转换成对应的版图。
91.u44：对所述芯片原理图进行修改，并返回u41。
92.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种芯片布局系统，其特征在于，该系统包括：原理图生成模块，所述原理图生成模块包括原理图生成单元和参数设置单元：所述原理图生成单元用于生成芯片原理图；其中，所述芯片原理图包括构成芯片的各元件以及各元件之间的连接线路；所述参数设置单元用于依据预设要求对所述各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置；布局设计模块，用于依据所述芯片原理图直接或间接生成对应的版图；其中，所述版图中包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。2.根据权利要求1所述的芯片布局系统，其特征在于，所述芯片布局系统还包括验证模块；所述验证模块用于对所述原理图生成模块生成的所述芯片原理图进行验证，以确保所述芯片原理图的逻辑功能无误。3.根据权利要求1所述的芯片布局系统，其特征在于，所述原理图生成单元包括元件单元、连接单元、画布；所述元件单元用于提供构成芯片的所述各元件；所述画布用于对所述各元件进行布置；所述连接单元用于连接各元件。4.根据权利要求3所述的芯片布局系统，其特征在于，所述元件的类型包括光子元件和/或电子元件。5.根据权利要求3所述的芯片布局系统，其特征在于，所述连接线路的类型包括光路连接或电路连接。6.根据权利要求5所述的芯片布局系统，其特征在于，若所述连接线路的类型为光路连接，则所述元器件参数至少包括元件坐标、元件朝向角度；所述线路参数至少包括光波导型态、光波导弯曲方式、光波导总长度、光波导避让区域、随长度变化的光波导宽度、电控制信号的金属线宽度、电控制信号的金属线避让区域；若所述连接线路的类型为电路连接，则所述元器件参数至少包括元件坐标；所述线路参数至少包括连接的最小距离、起始距离及结尾距离。7.根据权利要求1所述的芯片布局系统，其特征在于，在所述布局设计模块用于依据所述芯片原理图间接生成对应的版图的情况下，所述芯片布局系统还包括脚本转换模块；所述脚本转换模块用于将所述芯片原理图转换为对应的编码脚本；所述布局设计模块依据所述编码脚本生成对应的版图；其中，所述编码脚本包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。8.根据权利要求7所述的芯片布局系统，其特征在于，所述编码脚本的类型至少包括c++、c语言、java、python中的任一种。9.根据权利要求7或8所述的芯片布局系统，其特征在于，所述芯片布局系统还包括视图优化模块；所述视图优化模块用于将所述原理图生成模块、所述脚本转换模块、所述布局设计模块集成在同一用户界面。10.根据权利要求9所述的芯片布局系统，其特征在于，所述芯片布局系统还包括脚本逆转换模块；所述脚本逆转换模块用于将所述编码脚本转换为对应的芯片原理图。
11.根据权利要求1-6任一项所述的芯片布局系统，其特征在于，所述芯片布局系统还包括视图优化模块；所述视图优化模块用于将所述原理图生成模块与所述布局设计模块集成在同一界面进行显示。12.一种芯片布局方法，其特征在于，基于权利要求1至11任一项所述的芯片布局系统进行芯片布局，该方法包括：生成芯片原理图；其中，所述芯片原理图包括构成芯片的各元件以及各元件之间的连接线路；依据设计要求对各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置；根据所述芯片原理图直接或间接生成对应的版图；其中，所述版图中包含有所述芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数。13.根据权利要求12所述的芯片布局方法，其特征在于，该方法还包括对所述原理图生成模块生成的所述芯片原理图进行验证，以确保所述芯片原理图的逻辑功能无误。14.根据权利要求12所述的芯片布局方法，其特征在于，根据所述芯片原理图间接生成对应的版图，具体包括：将所述芯片原理图转换为对应的编码脚本；将所述编码脚本生成对应的版图；其中，所述编码脚本包含所述芯片原理图中所述各元件的元器件参数以及所述各元件之间的连接线路的线路参数。15.根据权利要求14所述的芯片布局方法，其特征在于，所述芯片布局方法还包括将所述编码脚本转换为对应的芯片原理图。

技术总结
本发明提供了一种芯片布局系统及芯片布局方法，该系统包括：原理图生成模块，其包括原理图生成单元和参数设置单元：原理图生成单元用于生成芯片原理图；其中，芯片原理图包括构成芯片的各元件以及各元件之间的连接线路；参数设置单元用于依据预设要求对各元件的元器件参数以及各元件之间的连接线路的线路参数进行设置；布局设计模块，用于依据芯片原理图直接或间接生成对应的版图；其中，版图中包含有芯片原理图中完整的元件构成及对应的元器件参数、元件构成之间的连接线路及对应的线路参数；通过参数设置单元在原理图设计阶段完成对芯片的完整设计，无需再对版图进行调整，减少了本领域的技术人员对芯片设计的修调时间，缩短了芯片的设计周期。缩短了芯片的设计周期。缩短了芯片的设计周期。


技术研发人员：雷剑 陈昇祐 俸志刚 杨波 董春磊 韩雨辉 魏良育
受保护的技术使用者：深圳逍遥科技有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/10/11