(57)【要約】【課題】集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行なう方法を提供する。【解決手段】第１の電力網（３１）は、金属レベル１からＮ１においてボルテージアイランドのために生成される。次いで、第２の電力網は、金属レベルＮ以上（３２）において生成される。前記第２のロバスト電力網の境界領域が決まる（３３）。最後に、１セットの電源からの最短距離接続は、前記第２の電力網（３４）に対してルートが決められる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行なう方法であって、
金属レベル１からＮ−１においてボルテージアイランドのための第１のロバスト電力網を生成するステップと、
金属レベルＮ以上において前記ボルテージアイランドのための第２のロバスト電力網を生成するステップと、
複数の電源から前記第２のロバスト電力網まで、複数の最短距離接続のルートを決めるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２のロバスト電力網は、電力セグメントである、請求項１の方法。
【請求項３】
前記金属レベルＮ以上において生成される多くの電力セグメントは、多くの電源と電源ごとになされる多くの接続との積を決めることにより決まる、請求項１の方法。
【請求項４】
さらに、前記第２のロバスト電力網の境界領域を決めるステップを含む、請求項１の方法。
【請求項５】
前記第２のロバスト電力網を生成するステップは、さらに、
チップ上に同一電圧極性の電源シェイプの総数を得るステップと、
前記ボルテージアイランドが位置するチップ位置を識別するステップと、
前記ルーティングが行われる前記ボルテージアイランド上面に境界領域を決めて生成するステップと、
前記境界領域内に電力網を生成するステップとを含む、請求項１の方法。
【請求項６】
前記ルーティングは、さらに、
複数のソースポイントを得て、グループＡを形成するステップと、
ソース情報ごとの接続に基づいて、前記クループＡを分割するステップと、
金属レベルＮ以上において前記第２のロバスト電力網のためのターゲット電力シェイプを得て、グループＢを構築するステップと、
前記グループＡの所定シェイプｓのために、シェイプルーティングを行って、前記グループＢでｓからシェイプｔまでルートを決めるステップとを含む、請求項１の方法。
【請求項７】
集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行なうためのコンピュータを、
金属レベル１からＮ−１においてボルテージアイランドのための第１のロバスト電力網を生成するプログラムコード手段と、
金属レベルＮ以上において前記ボルテージアイランドのための第２のロバスト電力網を生成するプログラムコード手段と、
前記第２のロバスト電力網の境界領域を決めるプログラムコード手段と、
複数の電源から前記第２のロバスト電力網まで、複数の最短距離接続のルートを決めるプログラムコード手段と
を機能させるコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記第２のロバスト電力網は、電力セグメントである、請求項７のコンピュータプログラム。
【請求項９】
前記金属レベルＮ以上において生成される多くの電力セグメントは、多くの前記電源と電源ごとになされる多くの接続との積を決めることにより決まる、請求項７のコンピュータプログラム。
【請求項１０】
さらに、前記第２のロバスト電力網の境界領域を決めるプログラムコード手段を含む、請求項７のコンピュータプログラム。
【請求項１１】
第２のロバスト電力網を生成する前記プログラムコード手段は、さらに、
チップ上の同一電圧極性の電源シェイプの総数を得るプログラムコード手段と、
前記ボルテージアイランドが位置するチップ位置を識別するプログラムコード手段と、
前記ルーティングが行なわれる前記ボルテージアイランド上面に境界領域を決めて生成するプログラムコード手段と、
前記境界領域内で電力網を生成するプログラムコード手段とを含む、請求項７のコンピュータプログラム。
【請求項１２】
ルーティングための前記プログラムコード手段は、さらに、
複数のソースポイントを得て、グループＡを形成するプログラムコード手段と、
ソース情報ごとの接続に基づいて前記グループＡを分割するプログラムコード手段と、
金属レベルＮ以上において記第２のロバスト電力網のためのターゲット電力シェイプを得てグループＢを構築するプログラムコード手段と、
前記グループＡの所定シェイプｓのために、シェイプルーティングを行って、前記グループＢでｓからシェイプｔまでルートを決めるプログラムコード手段とを含む、請求項７のコンピュータプログラム。
【請求項１３】
集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行なうコンピュータシステムであって、
金属レベル１からＮ−１においてボルテージアイランドのための第１のロバスト電力網を生成する手段と、
金属レベルＮ以上において前記ボルテージアイランドのための第２のロバスト電力網を生成する手段と、
前記第２のロバスト電力網の境界領域を決める手段と、
複数の電源から前記第２のロバスト電力網まで、複数の最短距離接続のルートを決める手段とを含むことを特徴とするコンピュータシステム。
【請求項１４】
前記第２のロバスト電力網は、電力セグメントである、請求項１３のコンピュータシステム。
【請求項１５】
前記金属レベルＮ以上において生成される多くの電力セグメントは、前記多くの電源と電源ごとになされるための多くの接続との積を決めることにより決まる、請求項１３のコンピュータシステム。
【請求項１６】
前記コンピュータシステムは、さらに、前記第２のロバスト電力網の境界領域を決める手段を含む、請求項１３のコンピュータシステム。
【請求項１７】
第１のロバスト電力網を生成するための前記手段は、さらに、
チップ上に同一電圧極性の電源シェイプの総数を得る手段と、
前記ボルテージアイランドが位置するチップ位置を識別する手段と、
前記ルーティングが行なわれる前記ボルテージアイランド上面に境界領域を決めて生成する手段と、
前記境界領域内で電力網を生成する手段とを含む、請求項１３のコンピュータシステム。
【請求項１８】
ルーティングのための手段は、さらに、
複数のソースポイントを得て、グループＡを形成する手段と、
ソース情報ごとの接続に基づいて、前記グループＡを分割する手段と、
金属レベルＮ以上において前記第２のロバスト電力網のためのターゲット電力シェイプを得て、グループＢを構築する手段と、
前記グループＡで所定シェイプｓのために、シェイプルーティングを行って、前記グループＢでｓからシェイプｔまでルートを決める手段とを含む、請求項１３のコンピュータシステム。
【請求項１９】
集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行う方法であって、
１セットの電力セグメントを生成して、ボルテージアイランドにロバスト電力網を供給するステップと、
前記ロバスト電力網の境界領域を決定するステップと、
複数の電源から前記ロバスト電力網まで、複数の最短距離接続のルートを決めるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
多くの前記電源と電源ごとになされる多くの接続との積を決めることにより、前記電力セグメントの数は決まる、請求項１９の方法。
【請求項２１】
前記ルーティングは、さらに、
チップ上に同一電圧極性の電源シェイプの総数を得るステップと、
前記ボルテージアイランドが位置するチップ位置を識別するステップと、
前記ルーティングが行なわれる前記ボルテージアイランド上面に境界領域を決めて生成するステップと、
前記境界領域内に電力網を生成するステップとを含む請求項１９の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に集積回路設計、特にボルテージアイランド（ｖｏｌｔａｇｅ  ｉｓｌａｎｄ）を有する集積回路で電力を割り当てるための方法および装置に関する。さら詳しくは、本発明は、集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティング（ｐｏｗｅｒ  ｒｏｕｔｉｎｇ）を行なうための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボルテージアイランドの概念は、性能の増加およびより電力消費の低下に伴って、同じ集積回路チップ上に多数の設計技術を集積するために、集積回路設計へ導入されている。ボルテージアイランドの概念は、集積回路チップの１つ以上の部分（アイランド）がチップワイド電源（ＶＤＤｇ）および他のボルテージアイランド電源（ＶＤＤｉ−ＶＤＤｎ）の両方によって電力供給されることを可能にし，ＶＤＤｇとＶＤＤｉ−ＶＤＤｎは、集積回路の操作上の要求に従って断続的に切り替えることができる。典型的には、ＶＤＤｇおよびＶＤＤｉ−ＶＤＤｎ（ＧＮＤと同様に）は、別個のチップワイド電源からボルテージアイランドに供給される。
【０００３】
一般的に、ボルテージアイランドは、チップ電力網（ｃｈｉｐ  ｐｏｗｅｒ  ｇｒｉｄ）の残りの部分から分離された電源供給網構造（ｉｓｏｌａｔｅｄ  ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ  ｇｒｉｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を必要とする。従って、電磁気的またはＩＲドロップ違反（ＩＲ  ｄｒｏｐ  ｖｉｏｌａｔｉｏｎ）のないボルテージアイランドのための電気的ロバスト（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｒｏｂｕｓｔ）電力網構造を生成するために、オフチップおよびオンチップ電源は、ルートを決める必要がある。典型的には、ボルテージアイランドのためのオフチップ電源は、Ｃ４ボールグリッドアレイ位置、またはワイヤボンドの位置のいずれかから始まり、ボルテージアイランドのためのオンチップ電源は、電圧調整マクロピンで始まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＶＤＤｇ、ＶＤＤｉ−ＶＤＤｎおよびＧＮＤからボルテージアイランドに対して効率的な電力接続を有するために、多くの問題を克服する必要がある。克服される必要がある問題としては、等外のボルテージアイランドの電力必要性を予想する電力線の過剰を必要としない方法、局部的に希薄な電力網のために、ボルテージアイランド回路内に含まれる電力提供端末の配置を制限しない方法、エレクトロマイグレーション（ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｇｒａｔｉｏｎ）およびＩＲドロップ違反を避ける方法およびピンのブロックや他のワイヤアビリティ（ｗｉｒｅａｂｉｌｉｔｙ）の問題を回避する方法が挙げられる。
【０００５】
本開示は、集積回路チップ内のボルテージアイランド上に電力ルーティングを行なうための改良方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好ましい実施例によって、第１の電力網は、金属レベル１からＮ−１においてボルテージアイランドのために生成される。次いで、第２の電力網は、金属レベルＮ以上において生成される。第２のロバスト電力網の境界領域が決まる。最後に、１セットの電源からの最短距離接続は、第２の電力網に対してルートが決められる。
【０００７】
本発明の目的、特徴および利点は、すべて次の詳細な説明において明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面、特に図１を参照すると、本発明の好ましい実施例を実施することができるボルテージアイランドを有する集積回路チップの図が示されている。図示するように、集積回路チップ１０は、ボルテージアイランド５を含む。ボルテージアイランド５は、チップＶＤＤｇ電力網１２から供給されるＶＤＤｇ電力ネットワーク１１、チップＧＮＤ電力網１４から供給されるＧＮＤ電力ネットワーク１３、オンチップＶＤＤｉ−ＶＤＤｎ電力網１６から供給されるＶＤＤｉ−ＶＤＤｎ電力ネットワーク１５、および（任意に）オンチップＧＮＤｉ−ＧＮＤｎ電力網１８から供給されるＧＮＤｉ−ＧＮＤｎ電力ネットワーク１７を含む。ボルテージアイランド５は、また、ボルテージアイランド５に含まれる回路および装置に電力を供給するための電力提供端末（ＰＳＴ）１９を含む。ＰＳＴ１９は、ＶＤＤｇ、ＶＤＤｉ−ＶＤＤｎおよびＧＮＤに接続されなければならない。
【０００９】
ＶＤＤｇ電力ネットワーク１１、ＧＮＤ電力ネットワーク１３およびＶＤＤｉ−ＶＤＤｎ電力ネットワーク１５は、図１で電力環（ｐｏｗｅｒ  ｒｉｎｇ）として示されるが、グリッドなどの他のタイプの構成も同様に可能であることは当業者によって理解される。
【００１０】
図２を参照すると、本発明の好ましい実施例よる図１の集積回路チップ１０の断面図が示されている。図示するように、ボルテージアイランド５のための電力網は、２つのグループ、すなわち、金属レベル１から金属レベルＮ−１に位置する第１の電力網２１および金属レベルＮ以上に位置する第２の電力網２２に分割されるのが好ましい。または、第２の電力網２２は、電力セグメントの形態とすることができる。電力セグメントは、わずか１レベルの金属ラインを有する電力網として定義される。第２の電力網２２のための適切な入力および必須条件は、次のとおりである。
１．電力網ソースポイント（ボールグリッドアレイパッド、電圧調整ピン、図２に示すワイヤボンドパッド２３のいずれかまたはその組み合わせ）。
２．特定の金属レベルまで電力網を要求する、定義されたサイズのボルテージアイランド。
【００１１】
図３を参照すると、本発明の好ましい実施例による集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行なう方法の上位論理流れ図が示されている。ブロック３０でスタートして、ブロック３１で示されるように、ボルテージアイランドのための第１の電力網は、金属レベル１から金属レベルＮ−１において生成される。前記ロバスト電力網生成は、チップ電力網生成に類似する技術を使用して行なわれるのが好ましい。次いで、ボルテージアイランドのための第２の電力網は、ブロック３２で示されるように、金属レベルＮ以上において生成される。上述されるように、前記第２の電力網は、電力セグメント（すなわち、金属層をひとつのみ有する）の形態とすることができる。金属レベルＮ以上においてルートが決められる電力セグメントの数（Ｓ）は、電源の数と電源ごとになされる接続数の積によって決まるのが好ましい。電源は、それぞれ単一の広いワイヤーではなく多数のワイヤーを使用して、ボルテージアイランドに接続されていてもよい。多数のワイヤーの幅は、電気的な制約のすべてを満足するために調節することができる。
【００１２】
次に、ブロック３３で示されるように、前記第２の電力網の境界領域が決まる。前記第２の電力網が電力セグメントから形成される場合、すべての電力セグメント（Ｓ）は、すべてロバスト第２の電力網が境界領域を横断して形成され、該境界領域の全長を拡張することができるように、金属レベルＮにおいてルートが決められる。続いて、ブロック３４で示されるように、１セットの最短距離接続は、様々な電源から前記第２の電力網（または、金属層Ｎにおけるそれぞれの電力セグメントに）へのルートが決められる。前記ルータは、各接続のためにスタート／エンドシェイプでエントリを有する配列を構築する。そのような配列は、ルータが金属レベルＮにおいて、電源から特定の電源セグメントに最短距離接続を保証できるように、距離によって分類される。
【００１３】
図３のブロック３２内のステップは、さらに、以下のように拡張することができる。
１．チップ上で電源シェイプ（同じ電圧極性の）の数値総数を得る。
２．ボルテージアイランドが位置するチップ位置を識別する。
３．ルーティングが行なわれるボルテージアイランド上面に境界領域を計算して生成する。
４．境界領域内に電力網を生成する。
【００１４】
図３のブロック３３のステップは、さらに、電源を備えたキーワードの関連付けを含み、ボルテージアイランドは、どの電源を複合ボルテージアイランド・インスタンス・シナリオ下で、ボルテージアイランド上面に電力網の正確なセットに接続しなければならないかを識別する。
【００１５】
図３のブロック３４のステップは、さらに、以下のように展開することができる。
for eachvoltage VDDi, do {
get source points into agroup known as group_A;
dividegroup_A based on the connection per source information;
get thetarget power shapes (the second robust power grid on metal level N and above)to build a group_B;
for a givenshape s in group_A, do {
call ShapeRouter to routefrom s to t in group_B
｝
｝
【００１６】
図４を参照すると、本発明の好ましい実施例によるシェイプルータルーチンの上位論理流れ図が示されている。基本的に、シェイプルータルーチンを行なうためのシェイプルータは、ポイント・ツー・ポイント（ｐｏｉｎｔ  ｔｏ  ｐｏｉｎｔ）ルーティングエンジンである。まず、ブロック４１で示されるように、初期化操作を行なう。初期化中に、作動ウィンドウをセットし、グリッドのない遮断（ｂｌｏｃｋａｇｅ）シェイプマップを構築する。
【００１７】
次いで、ブロック４２で示されるように、オープンタイルを構成する。オープンタイル構成中に、必要ならば、遮断マップを更新する。次いで、スタートおよびエンドポイントのためのノードリストを構築する。次に、「スキニー（ｓｋｉｎｎｙ）」ピンを操作するために、ノードシェイプをあらかじめ処理する。ノードリストおよび制約に基づいてガイドウィンドウを構築する。続いて、オープンタイルは、ガイドウィンドウおよび既存の遮断に基づいて構築される。
【００１８】
ブロック４３で示されるように、メイズルーティングは、スタートノードリストからエンドノードリストまで開く。ブロック４４で示されるように、パスを重量でオープンリストから構築する。まず、エンドノードリストからスタートノードリストへ重量でオープンシェイプリストをトラバースオープンにより構築する。次いで、コーナーシェイプリストを、オープンシェイプリストから構築する。次に、詳細パスを、コーナーシェイプリストから構築する。
【００１９】
ブロック４５で示されるように、パス端は、スタートおよびエンドポイントに達するように処理される。次いで、ブロック４６に示されるように、前記プロセスは詳細パスに戻る。
【００２０】
記載されているように、本発明は、集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行なうための方法および装置を提供する。本発明で、電力は、ボルテージアイランド上方のボルテージアイランドグリッドに、オフチップ電源（ワイヤボンドパッド）またはオンチップ電源（電圧調整マクロピン）のいずれかから、ボルテージアイランドへ直接ルートを決められることができる。また、固有のルートは、交差やオーバーラップなしに、ボルテージアイランドを覆って、電源から金属レベルセグメントまで生成することができる。本発明は、オンチップドライバーのための電力ルーティングについて記載するが、本発明が、オフチップ電源を必要とするオフチップドライバー回路からの電力ルーティングに適用可能であることは、当業者は理解する。
【００２１】
一般に、本明細書に記載された方法は、汎用コンピュータで実行され、該方法は、汎用コンピュータによって用いられるリムーバブルまたはハード媒体の指示一式として、コード化されてもよい。図５を参照すると、本発明の好ましい実施例による、集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行なうための汎用コンピュータのブロック図が示されている。図示されるように、コンピュータシステム４０は、システムバス５０を介して、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）４２および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４３に相互連結されたプロセッサー４１を含む。プロセッサー４１は、また、リムーバブル記憶装置４６および大容量記憶装置４５を接続するための入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプター４４、キーボード４９およびマウス４８を接続するためのユーザーインタフェースアダプター４７、データポート５２を接続するためのポートアダプター５１、およびディスプレイ装置５４を接続するためのディスプレイアダプター５３に相互に連結される。
【００２２】
ＲＯＭ４３は、コンピュータシステム４０のための基本オペレーティングシステムを含む。リムーバブル記憶装置４６の例としては、フロッピー(R)(R)ドライブ、テープドライブおよびＣＤ−ＲＯＭドライブが挙げられる。大容量記憶装置４５の例としては、ハードディスクドライブ，およびフラッシュメモリーなどの不揮発性メモリが挙げられる。キーボード４９およびマウス４８に加えて、トラックボール、書き込みタブレット、圧力パッド、マイクロホン、ライトペンおよび位置検知スクリーン表示装置などの他のユーザ入力装置もユーザーインタフェース４７に接続されていてもよい。ディスプレイ装置の例としては、陰極線管（ＣＲＴ）および液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が挙げられる。
【００２３】
本発明は、充分に機能的なコンピュータシステムの文脈において記載されているが、本発明のメカニズムが、様々な形態でプログラムとして割り当てられることができ、かつ、本発明が、実際に割り当てを実行するために利用される特殊なタイプの信号伝達媒体にかかわらず等しく適用されることを当業者が認識することを留意することも重要である。信号伝達媒体の例としては、限定されることなく、フロッピー(R)ディスクまたはＣＤＲＯＭなどの記録可能媒体およびアナログまたはデジタル通信リンクなどの送信媒体が挙げられる。
【００２４】
本発明が、好ましい実施例に関して特に示され記載される一方、形態および詳細の様々な変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、行なわれてもよいことが当業者によって理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明は、それ自体、用途、さらに目的および利点の好ましい形態と同様に、添付の図面とともに具体的な実施例の以下の詳細な説明を参照して最も理解される。
【００２６】
【図１】本発明の好ましい実施例を実施することができるボルテージアイランドを有する集積回路チップを示す図である。
【図２】本発明の好ましい実施例による図１の集積回路チップの断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施例による集積回路チップ内のボルテージアイランド上で電力ルーティングを行なう方法の上位論理流れ図である。
【図４】本発明の好ましい実施例によるシェイプルータ（ＳｈａｐｅＲｏｕｔｅｒ）ルーチンの上位論理流れ図である。
【図５】本発明の好ましい実施例による集積回路チップ内のボルテージアイランドに電力アウトをするためのデータ処理システムのブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2007508701.tif 000009