[发明专利]一种基于层次化划分的布图规划方法

权利要求书

1.一种基于层次化划分的布图规划方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤1：模块粗略排布；对原问题进行层次化划分，每次划分先使用图分割方法将模块分为两部分使得两部分间的模块连接尽量的少，再平行于电路板的短边，按照两部分模块面积比例分割电路板；迭代划分直至每个子问题均只包含一个模块，将每个模块放置到它对应的子电路板上，生成一个所有模块均匀放置在电路板上，但模块可能存在重叠或超出电路板的初始化布图；

步骤2：布图合法化调整；基于模块间的重叠面积大小和模块超出电路板的程度构造势能函数，采用L-BFGS-B优化势能函数，当势能函数可以减小到零时，合法化调整成功，跳转到步骤4；合法化识别时，若前期还未调用过步骤3，则跳转到步骤3，否则跳转到步骤4；

步骤3：模块精细排布；结合步骤1生成的初始布图，先将问题中尺寸超大的模块固定在电路板上，之后再采用问题层次划分的方式将剩余的非超大模块均匀排布到电路板上剩余的空间中，从而生成模块排布更加均匀的初始化布图；跳转到步骤2；

步骤4：布图输出；输出计算所得布图。

2.根据权利要求1所示的基于层次化划分的布图规划方法，其特征在于，所述步骤2中，布图合法化调整，具体包括以下几个步骤：

步骤2.1；查找存在重叠关系的模块；本发明采用的quadtree的方式查找所有的重叠；Quadtree的构造中，每个顶点对应一个子电路板和该子电路板重叠的所有模块，初始的根节点对应于初始的电路板和所有模块，之后进行迭代地四划分；对于每个模块，遍历查找所有包含该模块的叶子节点，并与对应叶子节点内的所有模块进行重叠性检查，找出所有存在重叠的模块；

步骤2.2；计算布图总势能；本发明中提出水平/竖直嵌入深度和水平/竖直超出幅度的概念，并基于两个概念提出了一种评估模块重叠和模块超出电路板程度的势能函数；

步骤2.3；使用L-BFGS-B算法对势能函数进行梯度下降优化。

3.根据权利要求1所示的基于层次化划分的布图规划方法，其特征在于，所述步骤3中，模块精细排布，具体包括以下几个步骤：

步骤3.1；固定超大模块；基于步骤1划分生成的叶子问题，每个超大模块会分配了一个子电路板，将该子电路板所对应的区域作为它的固定区域；根据模块面积和对应固定区域边的特性，选取要固定的模块，之后再根据边的特性选取要固定模块对应的固定区域的一个角，将选取的超大模块放置到对应角；

步骤3.2；非超大模块排布；本发明的非超大模块排布采用问题迭代二分策略，直至划分生成的每个子问题中只包含一个模块，将模块放置到分配的对应区域内，生成初始布图；在问题划分过程中，如果当前问题中电路板因为超大模块的固定不是规则的矩形，则在问题划分时，不再是固定的先分割模块，再分割电路板的顺序；而是根据电路板上空间的轮廓，考虑到划分生成的两个子问题的电路板上尽量不要有狭窄的空间不易于模块的放置，动态判定模块与电路板分割的先后顺序。

4.根据权利要求1所示的基于层次化划分的布图规划方法，其特征在于，所述步骤3.2中，非超大模块排布，具体包括以下几个步骤：

步骤3.2.1将非超大模块和固定超大模块后电路板组成的问题，放入到问题队列中；

步骤3.2.2从队列中取出一个问题，根据候选切割线、切割系数、切割线距离和切割距离，确定问题中电路板的切割线；

步骤3.2.3：使用步骤3.2.2选取的切割线将电路板分割成两部分；

步骤3.2.4：将模块分割成固定面积比例的两份。通过hMeits分割工具中UBfactor参数的自动设置和虚拟模块的设置，使用hMetis进行模块固定面积比例分配；

步骤3.2.5：先分割模块再分割电路板的方式将问题分割成子问题；

步骤3.2.6：针对步骤3.2.2中生成的所有只含有一个模块的子问题，将其中的模块放置到对应的子电路板上，生成初始化布图。