[发明专利]一种考虑先进技术的超大规模集成电路详细布线方法

说明书

本发明涉及一种考虑先进技术的超大规模集成电路详细布线方法，包括如下步骤：(1) 在现代连接约束下进行布局；(2) 将数据输入问题抽象为m个网络；(3) 生成每个网络可能的候选连接以连接每个网络的引脚；(4) 选择有效网的连接边；(5) 将详细布线问题转换为最小生成树问题，并采用Prim算法优化布线，得到最终的详细布线结果。该方法有利于提高可布线性，并优化线长。

技术领域

本发明属于超大规模集成电路设计技术领域，具体涉及一种考虑先进技术的超大规模集成电路详细布线方法。

背景技术

在超大规模集成电路（VLSI）设计流程中，布线被认为是最耗时且重要的阶段。随着现代电路设计需求的不断增长，许多新的设计规则被引入以满足高级要求的工业需求。而由于布线问题的复杂性，布线过程通常分为两个阶段：全局布线和详细布线。在全局布线阶段中，网络在粗粒度网格结构上进行布线，目的是确定每个网络将在其中进行布线的区域。在确定每个网络的近似布线解决方案之后，详细布线阶段是找到所有网络的确切布线。

目前已经针对VLSI详细布线做了许多工作，这些工作可以分为两类：基于迷宫布线的算法和基于线搜索的算法。基本的迷宫算法是Lee算法，它是广度优先搜索方法的一种应用。在此之后，Hadlock通过应用A*启发式搜索，提出了一种称为最小绕行（MD）算法的最短路径算法，该算法以路径搜索过程中绕行的次数为指导。与Lee的算法相比，MD算法不仅在最短路径阶段花费更少的时间和更少的弯路次数，而且还可以获得更好的布线结果。但是，基于迷宫布线的算法通常非常耗时。

为了节省运行时间和内存，现有技术已经提出了基于行搜索的算法来快速找到单形路径。例如，Hetzal的算法是一种改进的A*算法，它搜索间隔而不是节点。但是，这些算法通常不能确保找到最短路径（或一条路径），从而限制了求解质量。另外，现有工作表明，不能直接修改基于线搜索的算法来有效地处理具有不同约束条件的布线问题。

在现代电路设计中，高性能芯片需要在此“决定生死”的过程中评估和考虑几个相应的指标。为了优化绕过密集拥挤区域而导致的总布线长度，传统的曼哈顿架构和搜索算法无法充分满足某些工业要求。因此，工业界还引入了一些片上互连架构，以获得更好的优化结果和更高的性能。例如，通常采用非曼哈顿路由/互连架构（8方向），以通过减小布线区域和过孔数量来避免浪费布线空间。

另外，随着工业需求的快速发展，在详细布线自动化工具中满足设计规则变得越来越具有挑战性。例如，需要通过满足复杂的布线方向来考虑导线与障碍物之间的间距，并且每个网的布线结果不应与其他网重叠。因此，在详细布线过程中，需要管理相应的度量标准以满足约束和设计规则。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑先进技术的超大规模集成电路详细布线方法，该方法有利于提高可布线性，并优化线长。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种考虑先进技术的超大规模集成电路详细布线方法，包括如下步骤：

(1) 在现代连接约束下进行布局；

(2) 将数据输入问题抽象为m个网络；

(3) 生成每个网络可能的候选连接以连接每个网络的引脚；

(4) 选择有效网的连接边；

(5) 将详细布线问题转换为最小生成树问题，并采用Prim算法优化布线，得到最终的详细布线结果。

进一步地，所述步骤(1)中，现代连接约束包含四个部分：

a、开放网：每个网络的引脚都完全连接；如果网络中的任何引脚断开连接，则该网络将被视为开放网络，这种网络将被视为故障电线；

b、短区域：如果通孔或金属线与另一个通孔模型、金属线或障碍物重叠，这些情况的所有交集部分都是需要避免的短区域，会发生短区域冲突；