[发明专利]一种利用TSV传输线网切换动态调整芯片热分布方法

摘要

本发明公开了一种利用TSV传输线网切换动态调整芯片热分布的方法，动态调整芯片热分布首先建立3D集成电路版图的直角坐标系，在电路中的所有TSV上设置传输线网；对电路进行温度分析，通过比较温度，找到每层芯片非均匀热源的位置并提取位置坐标，通过坐标比对找到重叠热源；启动位于重叠热源中TSV传输线网上的多路开关，将热量分布到位于无重叠热源区域中的TSV上，通过该区域内的TSV一同进行热量传导，直至所有区域内无过热点，完成整个自动切换过程。本发明在不破坏原始电路结构的情况下，解决了3D芯片过热点的问题，让芯片得以在正常的工作温度范围内工作。

主权项

一种利用TSV传输线网切换动态调整芯片热分布的方法，其特征在于：动态调整芯片热分布首先建立3D集成电路版图的直角坐标系，在电路中的所有TSV上设置传输线网；对电路进行温度分析，通过比较温度，找到每层芯片非均匀热源的位置并提取位置坐标，通过坐标比对找到重叠热源；将每个重叠热源的温度与过热点临界温度进行比对，若重叠热源温度高于临界温度，则该重叠热源中存在过热点；依次判断重叠热源中是否存在过热点，若存在，则启动位于重叠热源中TSV传输线网上的多路开关，将热量分布到位于无重叠热源区域中的TSV上，通过该区域内的TSV一同进行热量传导，直至所有区域内无过热点，完成整个自动切换过程。以下为实现本方法的具体步骤：S1.输入基本版图信息，建立3D集成电路版图直角坐标系：在版图中建立直角坐标系A，在每层芯片的版图中建立直角坐标系A1‑An。所有直角坐标系的坐标轴均以投影下来的版图的同一顶点为原点，横轴沿版图水平方向边缘建立，纵轴沿版图的垂直方向边缘建立，刻度标准为最小TSV工艺加工间距。S2.提取并储存版图中所有TSV的位置，在TSV上布置一层传输线网，在传输线网上设置多路开关。S3.利用热分析提取每层芯片中非均匀热源的坐标值，找出重叠热源，比较重叠热源的温度信息，找出过热点。S3.1.热分析得到各层芯片上温度分布情况，找到非均匀热源的位置，在各层芯片的直角坐标系A1‑An中依次提取每个热源的四个顶点的位置坐标，如第一层芯片热源1的四个顶点(xa_11,ya_11)，(xa_12,ya_12)，(xa_13,ya_13)，(xa_14,ya_14)，热源2的四个顶点(xa_21,ya_21)，(xa_22,ya_22)，(xa_23,ya_23)，(xa_24,ya_24)，第二层芯片热源1的四个顶点(xb_11,yb_11)，(xb_12,yb_12)，(xb_13,yb_13)，(xb_14,yb_14)，一直到第n层芯片热源m的四个顶点(xn_m1,yn_m1)，(xn_m2,yn_m2)，(xn_m3,yn_m3)，(xn_m4,yn_m4)。比较每层芯片非均匀热源的坐标值，若在投影上有重叠区域，则定义该重叠区域为重叠热源。S3.2.设置温度成为过热点时的临界温度为T0。S3.3.将重叠热源的位置坐标提取到总版图的直角坐标系A中，利用热分析得到每个重叠热源区域中最高的温度值T1，T2…Tn。S3.4.将T1，T2…Tn依次与T0进行比较，若该重叠热源最高温度小于T0，则进行下一个重叠热源最高温度的比较；若所有重叠热源最高温度均小于T0，则传输线网不工作，芯片热分布完成；若重叠热源最高温度大于T0，则该区域内存在过热点，有待于传输线网进行热分布。S4.传输线网进行切换，实现动态调整芯片热分布。S4.1.依次找到存在过热点的重叠热源区域，并通过坐标对比找到完全位于该区域内的TSV。S4.2.打开多路开关，通过传输线网使位于该区域内的TSV与位于相邻无重叠热源区域内的TSV连接。连接时采取就近原则，即在相邻的无重叠热源区域内，先连接距离该有重叠热源区域最近的TSV，检测温度，若过热点依然存在，则有重叠区域内的TSV进一步向内连接同时无重叠区域内的TSV进一步向外连接，直至过热点消失。S4.3.判断是否有两片或更多重叠热源区域内的TSV同时连接了同一个无重叠热源区域内的TSV，若有，则运用多路开关进行控制，改变其它重叠热源区域内TSV的连接，以免造成新的过热点的产生。S4.4.整个连接完成后，运用热分析查看电路中是否仍然存在过热点，若不存在，动态调整芯片热分布完成。若依然存在，打开多路开关，增加该重叠热源区域内TSV向外连接的无重叠热源中TSV的个数，增加时注意判断不要与其它重叠热源内的TSV连接到同一个TSV上，增加直至电路中不存在过热点。S5.若电路工作时非均匀热源发生变化，则重复上述S3和S4的步骤。S6.更新加入连接线网和多路开关后的版图信息。