[发明专利]基于多策略优化的超大规模集成电路多层总体布线方法有效

专利信息
申请号: 202110739932.8 申请日: 2021-06-30
公开(公告)号: CN113657067B 公开(公告)日: 2023-07-21
发明(设计)人: 刘耿耿;裴镇宇;郭文忠;郑筱媛;陈国龙 申请(专利权)人: 福州大学
主分类号: G06F30/3947 分类号: G06F30/3947;G06F30/398;G06F30/27;G06N20/00;G06F115/06
代理公司: 福州元创专利商标代理有限公司 35100 代理人: 陈明鑫;蔡学俊
地址: 350108 福建省福州市*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 基于 策略 优化 超大规模集成电路 多层 总体 布线 方法
【说明书】:

发明涉及一种基于多策略优化的超大规模集成电路多层总体布线方法,包括步骤S1:在预连接布线阶段,采用虚拟容量的动态调整策略对通道容量进行适当调整缩减;步骤S2:在全局考量下的布线重组阶段找到最拥挤的布线区域,采用布线子区域的自适应扩展策略对其进行自适应扩展,根据布线后的不同拥堵度,对应地调整扩大的范围和扩张速度;步骤S3:在布线时采用虚拟容量的动态调整策略对通道虚拟容量进行动态调整,对不同通道方向上的通道容量进行相互补充,及时补充剩余通道容量较小的布线通道;步骤S4:采用基于A*算法的启发式搜索策略通过A*算法进行启发式搜索和布线。本发明能够提高布线容量的利用率,平衡布线器的布线效率和全局搜索的压力。

技术领域

本发明涉及集成电路计算机辅助设计技术领域,特别是一种基于多策略优化的超大规模集成电路多层总体布线方法。

背景技术

芯片设计是世界上细微且宏大的一项工程,它将数百亿个允许或阻挡电流通过的“开关”集成到仅有指甲盖大小的芯片里。从微米级到纳米级,是人类不断攀登的工程极致。在芯片设计中,超大规模集成电路是设计工艺的关键,它可用于制造体积小、质量轻、耗能低但功能丰富且可靠性高的电子设备。起初的芯片电路集成度不高,开发者可以依靠手工绘制电路,而现在动辄包含几亿甚至数百亿个晶体管的芯片,如若依然依赖手工绘制,难免会导致许多问题和错误发生。到了1986年,一款电子设计自动化(Electronic DesignAutomation,EDA)工具——Design Compiler诞生,使开发者们使用代码描述电路得到实现,由此大幅提高了芯片制造在抽象设计这一领域的效率,推动了复杂度更高的芯片类型形成。

随着芯片工艺技术的不断发展,将代码转换成逻辑电路这一过程所需要的设计约束也不再仅限于时序、功耗、面积等方面,还包含了基础电路物理版图和技术工具的创新和进步。开发者们必须做好布局和布线工作,也就是确定好晶体管的位置和形态,以及晶体管之间的连接方式。在设计布局和布线时,需要确保各电路连接的准确性,而且要符合制造工艺的要求,即设计规则和约束等。此外还需要注意对电路的时序、功耗、面积等指标进行优化,找到一个平衡点从而寻求最优解。因此,VLSI对其设计流程的要求逐步增高,对布线技术的精度也更加的苛刻。面临随之而来的机遇和挑战,VLSI设计中的布线过程在设备制造中便显得尤为重要。布线结果直接影响了芯片的可集成度和消耗成本,这也是工业生产中较为注重的。因此,相关产业内的不少生产商和研究学者们都致力于不断优化布线流程,提高设计环节效率,打造高质量布线成果,以期制造出功能更加强大的芯片。

为了更好地解决VLSI设计中庞大复杂的布线问题,在布线过程中一般分成两个阶段进行处理,分别是总体布线和详细布线。在总体布线中,先将可以布线的区域划分为一些布线单元。针对划分后的布线单元进行初步布线连接,生成一个整体的布线方案。有了全局的布线方案后,再解决每一个布线单元内的布线问题,针对布线单元内的具体约束进行详细布线。总体布线为接下来的详细布线过程极大减少了布线的复杂性和冗余程度,从而更快更高质量地完成布线设计。良好的总体布线有利于提高整体布线的高效性,从而有助于运用集成电路的芯片高质量生产,由此可见,总体布线在整个布线过程中举足轻重。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的是提供一种基于多策略优化的超大规模集成电路多层总体布线方法,避免直接运用传统布线算法而导致过程冗杂和布线结果陷入局部最优的问题。

本发明采用以下方案实现:一种基于多策略优化的超大规模集成电路多层总体布线方法,包括以下步骤:

步骤S1:在预连接布线阶段,采用虚拟容量的动态调整策略对通道容量进行适当调整缩减;即通过最小生成树算法将多端线网分解成多个两端线网后,将布线通道水平和垂直两个方向上的虚拟容量缩减为原来的1/2,剩余的45度方向和135度方向的通道容量保持不变;在新的通道容量约束下对简单线网直接以X结构网格的走线方式连接该两端线网;所述简单线网为两端线网所构成线段的斜率值为0,-1,+1或∞;

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