[发明专利]基于时钟偏差规划算法的数字电路工作频率优化方法

权利要求书

1.一种基于时钟偏差规划算法的数字电路工作频率优化方法，其特征是包括步骤：1)创建路径优化潜力查找函数；2)可预估路径优化潜力的时钟偏差规划算法；3)关键路径重排布；这三个步骤构成的整体优化方案，作为点工具集成到通用电子设计自动化EDA流程中；

所述步骤1)中，路径优化潜力查找函数：记录了特定工艺下路径长度和路径优化潜力之间的保守关系，本路径优化潜力查找函数是由统计获得；

所述步骤2)中，可预估路径优化潜力的时钟偏差规划算法，是通过预支路径优化潜力的时钟偏差规算法优化设计的工作频率；可预估路径优化潜力的时钟偏差规划算法包括回路分解算法和时钟偏差规划算法；

2.1)所述回路分解算法：通过关键路径查找函数查找关键路径的优化潜力，并通过预支潜力将关键路径转变为非关键路径，将关键路径图中的回路分解，得到的关键路径图表现为树状图；

2.2)所述时钟偏差规划算法：读入所述树状图，通过时钟偏差规划算法的策略将关键路径转变为非关键路径，得到关键路径重排布；

所述步骤3)的关键路径重排布，是读入步骤2.2)输出的待优化关键路径，采用结构化布局方案对物理设计进行重构，加强被预支优化潜力路径的物理约束，从而充分释放这部分路径的优化潜力。

2.根据权利要求1所述的基于时钟偏差规划算法的数字电路工作频率优化方法，其特征是

所述步骤1)中，路径优化潜力查找函数的创建是针对不同的工艺节点只用进行一次；对于相应的工艺节点，统计出寄存器物理位置和其间路径优化潜力的关系，路径优化潜力查找函数，建立了路径物理信息和优化潜力之间的保守关系，算法可以通过路径的物理信息得到其优化潜力的保守值；

所述步骤1)中，在电路的布局阶段之后，选取某一违规的时序路径，首先计算出它的曼哈顿距离，将它进行归组后的重布局，再检测这条路径的延时；对比曼哈顿距离，记录曼哈顿距离和归组优化力度之间的关系；

为了统计的保守性，对于曼哈顿距离接近的多组路径，选择裕量改善最小的一组进行采样统计，得到路径优化潜力查找函数曲线，为了保守统计，函数曲线出现在采样点下方。

3.根据权利要求2所述的基于时钟偏差规划算法的数字电路工作频率优化方法，其特征是所述步骤2)中，可预估路径优化潜力的时钟偏差规划算法步骤包括：

a)输入记录关键路径信息的矩阵即关键矩阵和寄存器物理的位置信息；

b)对关键矩阵进行矩阵简化、离散化；

c)以当前优化目标为阀值，将步骤b)得到的离散化的关键矩阵转变为邻接矩阵；

d)在步骤c)的基础上进行回路分解：

通过潜力查找函数查得关键回路中路径的优化潜力；通过回路分解算法将关键回路分解；回路分解之后电路中的关键路径呈树状结构，不存在关键回路；对于树状结构的关键路径，在时钟偏差规划算法中借用前后级的裕量将其转变成非关键路径，输出寄存器时钟延时和待优化关键路径。

4.根据权利要求1所述的基于时钟偏差规划算法的数字电路工作频率优化方法，其特征是所述步骤3)中，关键路径重排布的操作对象是从时钟偏差规划算法生成的待优化关键路径；首先从这些路径提取出寄存器对，把寄存器按照出现次数排列，出现次数最多的寄存器定义为基准寄存器；在重排布时，基准寄存器位置不变；待重排寄存器是指和基准寄存器存在路径关系的寄存器集合。

5.根据权利要求4所述的基于时钟偏差规划算法的数字电路工作频率优化方法，其特征是对寄存器重排布遵守以下法则：

根据关键程度的不同决定待重排寄存器与基准寄存器之间的距离，具体是，将待重排寄存器按照与基准寄存器关键程度的不同分为若干等级；把基准寄存器四周的等曼哈顿距离环即等距环也分为若干层，设层与层之间的曼哈顿距离，等距环的形状为菱形；每一层等距环对应关键程度相近的一部分待重排寄存器；越关键的路径，对应的等距环和基准寄存器之间的曼哈顿距离也越小；如果一个待重排寄存器之前已经被规划到某个等距环中，那么对应新的基准寄存器重排列时，不能超出原来等距环的范围；若不能超出原来等距环的范围，则取两个等距环的中心连线中点。