3-DP/G网络分层仿真方法HS3-DPG：高效与精度并存

本文主要探讨了在3D集成电路设计中，3-DP / G（三维电源/接地）网络的仿真技术面临的挑战以及一种创新的解决方案——HS3-DPG（3-D Hierarchical Simulation for 3-D Power/Ground Network）。传统的2D电路设计中的P / G网络仿真相对简单，但在三维集成中，随着不同层级的叠加，网络复杂性显著增加，这要求更为精细且高效的仿真方法。 HS3-DPG的核心在于利用3-D P / G网络的天然层次结构。通过引入端口等效模型（Port Equivalent Model，PEM），它能够隐藏每一层P / G网格的详细信息，从而简化仿真过程。PEM的作用类似于抽象层次的接口，使得上层仿真无需深入底层细节，降低了计算复杂性和内存需求。这种方法有助于减少仿真时间和资源开销，提高效率。 此外，文章还强调了局部性（Locality）这一特性在HS3-DPG中的应用。局部性原则意味着在网络的不同部分，信号和电流的行为往往是局部化的，即它们主要受附近电路的影响。在仿真过程中考虑这种特性，意味着可以进一步缩小模拟范围，只关注那些对全局影响大的区域，从而大大减少内存分配，并提高仿真精度。 为了验证HS3-DPG的有效性，研究者从工业设计中选取了一些3-D P / G网络的基准案例进行实验。实验结果显示，HS3-DPG在保持较高精度的同时，实现了显著的速度提升。特别是在相邻层之间穿硅通孔数量（通常与复杂度相关）较大的情况下，考虑局部性的简化PEM相较于完整的PEM，能够节省大约80%的内存资源。 总结来说，HS3-DPG是一种针对3D集成电路设计中3-D P / G网络的高效分层仿真方法，它结合了层次结构的优势、端口等效模型的简化和局部性原则，以提高仿真效率和精度。这对于处理现代大规模集成电路中的复杂P / G网络设计具有重要的实际价值。随着3D IC技术的发展，这种高效且精确的仿真技术将越来越受到重视。