[发明专利]时钟节点结群方法以及时钟网络结构

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种时钟节点结群方法以及时钟网络结构。

背景技术

随着超大规模集成电路集成度的增大和工作频率的提高，芯片单位面积的功耗呈指数级增长。对于用电池供电的便携式设备来说，功耗直接与待机时间和电池寿命挂钩。而待机时间和电池寿命的长短对于便携式设备来说是最重要的，直接影响到产品的市场竞争地位。对于高可靠性设备，功耗过大导致芯片温度急剧升高，进而影响器件和连线的电学性能，甚至造成电路失效。因此，低功耗已经成为集成电路设计的主要优化目标之一。

时钟网络由于其时钟频率高，驱动的负载电容大等特点，在总功耗中占据较大的比重。因此，时钟网络设计除了考虑线长、时延、偏差等传统优化目标之外，更应该重视功耗，只有解决好时钟网络的功耗才能有效降低整个电路的总功耗。

在目前传统的低功耗设计流程中，主要是通过在时钟网络构造阶段减小时钟线长，门控时钟，双供电压等技术来降低时钟网络的功耗。

传统的时钟网络综合方法普遍采用二叉树结构。为了满足系统要求的时钟偏差要求，在时钟节点的附近经常需要插入大量的缓冲器去调节时钟节点的时延，如图2所示，其是图1所示样例在传统时钟网络综合流程下的时钟树构造结果示意图。对于时钟节点的转换速率而言，很大一部分缓冲器是不需要的，因而造成了功耗的浪费。时钟节点结群方法是为了降低时钟网络的功耗而提出的一种对时钟节点的预处理方法。

因此，亟需一种方案来解决上述问题，以减少功耗的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够降低时钟网络功耗的时钟节点结群方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种时钟节点结群方法，包括：确定步骤，确定版图中的时钟节点；划分步骤，将所述时钟节点划分为K个时钟节点簇，作为初始时钟节点结群，其中，K为大于等于1的整数；结群步骤，对所述初始时钟节点结群进行优化，得到最优时钟节点结群。

在一个实施例中，在所述划分步骤中，进一步包括，基于所述时钟节点构造完全带权无向图，其中，该图的顶点集由所述时钟节点构成，该图的边集由所述时钟节点两两连接构成，各个边的权值为相互连接的两个时钟节点之间的曼哈顿距离；生成所述完全带权无向图的最小生成树；在所述最小生成树中，将权值大于设定值的边删除以形成带权无向图；将所述带权无向图划分成K个无向子图以构成所述K个时钟节点簇，将所述K个时钟节点簇作为初始时钟节点结群。

在一个实施例中，利用Kruskal算法生成所述完全带权无向图的最小生成树。

在一个实施例中，利用深度优先搜索算法将所述带权无向图划分成K个无向子图。

在一个实施例中，通过以下表达式来计算所述设定值EL，

EL=α×Width×LengthNum]]>

其中，Width表示所述版图的宽度，Length表示所述版图的长度，Num所述版图的时钟节点数目，α表示可调节常数，用于调节结群的数量。

在一个实施例中，在所述结群步骤中，进一步包括，步骤31，计算所述初始时钟节点结群中的每个时钟节点簇的几何中心，得到K个聚类中心；步骤32，计算所述初始时钟节点结群中所有时钟节点簇的总线长；步骤33，清空所有时钟节点簇；步骤34，对于每个时钟节点，计算与其距离最近的聚类中心，并将该时钟节点加入到该聚类中心所在的时钟节点簇中，重新形成K个时钟节点簇；步骤35，重新计算每个时钟节点簇的几何中心，并更新K个聚类中心；步骤36，重新计算所有时钟节点簇的总线长，判断该总线长与上一次计算得到的总线长是否相等，若相等，则将重新形成的K个时钟节点簇作为最优时钟节点结群，否则返回步骤33。

在一个实施例中，所述时钟节点簇的几何中心，通过以下步骤计算：如果该时钟节点簇不为空，则其几何中心为该时钟节点簇所包含时钟节点的位置坐标的平均值；如果该时钟节点簇为空，则其几何中心为当前包含时钟节点数目最多的时钟节点簇中一半时钟节点的位置坐标的平均值。

在一个实施例中，所述所有时钟节点簇的总线长为所有时钟节点簇内各个时钟节点与该时钟节点簇的几何中心的连线长度的总和。