[发明专利]标准单元总体布线时障碍下时延驱动直角斯坦纳树方法

摘要

标准单元总体布线时障碍下时延驱动直角斯坦纳树方法属于集成电路标准单元总体布线设计领域，其特征在于：它针对每个线网的顶点集合，进行子集合的划分；再利用自己提出的对顶点集合进行遍历后得到的顶点两两连接的关系求解最小时延树的时延公式进行时延计算，对于有障碍的路径利用自己改进的适用于非规则网格的Rubin方法先寻找有障碍的两点间最短距离后再计算时延；由此得到符合时延最小的目标斯坦纳树的顶点连接关系；把顶点集合自底向上逐步连接成最后的目标斯坦纳树。它同时考虑了障碍和时延的最小化，直接适应了集成电路设计对电性能的需求，它能处理多端点线网或有复杂障碍的线网。

主权项

1.标准单元总体布线时障碍下时延驱动直角斯坦纳树方法，含有斯坦纳树构造、时延计算和寻找有障碍的两点间最短距离的方法，其特征在于：它采用了一个从源点到关键漏点的递归迭代过程，去逐步产生同时考虑了障碍和时延最小化的最终斯坦纳树的连接关系；具体而言，它依次含有以下：(1).初始化，计算机从外部读入以下预先设置的数据：总体布线单元GRC的行数N_nr，列数N_nc，总体布线图GRG中所有顶点即GRC中心点的坐标V_nr，nc(x，y)，其中，nr，nc分别代表行和列，x，y是芯片平面的坐标，连接每相邻两个顶点的边e_k的编号；电路中线网的总数Nsum，每条线网的网表NetlistIndex，电路中障碍的总数Osum和障碍列表，即每个障碍在GRG图上对应的顶点位置ObstacleIndex；(2).对每个线网的顶点集合用已知方法进行子集合的划分；(3).计算得到关键漏点t，即距离源点的曼哈顿距离最远的漏点；(4).按照子集合的划分，从顶点开始，向关键漏点进行自上而下的遍历，得到顶点的两两连接关系；(5).对得到的所有连接关系按下式进行时延计算：对于最短曼哈顿连接不存在障碍的连接关系，则按照最短曼哈顿连接并计算时延；对于最短曼哈顿连接存在障碍的连接关系，运用下述扩展的Rubin方法，按照有障碍的两点间最短路径的距离来进行计算时延；比较由以上步骤所得到的所有斯坦纳即Steiner树的关键点的时延，确定出最小时延树；所述计算时延的公式如下：用G＝(V，E)表示GRG图，给定线网顶点集合N，障碍点集合O，源点s∈N，关键漏点t∈N；定义：T_t表示在一给定Steiner树中，从某一中间节点到关键漏点的时延；如果用K表示N的一个子集，v表示N中的一个顶点，且v不属于K，w表示树的生长过程中的中间点，可在图G的全平面上取到；S_w(K)表示K集合上的Steiner树，且w的度数(图上的一个顶点所连的边的个数称为该顶点的度)小于2；P_w(K)表示K集合上的Steiner树，且w的度数大于等于2；令S_v(K∪{v}，R_sv)表示图G中K∪{v)集合上的对应电阻值Rsv的时延最小的Steiner树，其中v的度数小于2；R_sv表示从源点到点v的电阻与源点内阻的和，于是有：Rsv=Rs+r^Σxy∈path(s,v)Lxy]]>P_v(K∪{v}，R_sv)与S_v(K∪{v}，R_sv)的定义类似，只是限定v的度数大于等于2；K’表示K的不为空的子集，K-K’表示从K中减去K’后的剩余子集，所述时延公式为：Tt(Pv(K∪{v},Rsv),t)]]>=min~{Tt(Sv(K′∪{v},Rsv),t)+Tt(Sv(K-K′∪{v},Rsv),t)}]]>Tt(Sv(K∪{v},Rsv),t)]]>=min~{min~{Tt(Sw(K,Rsv+r^Lvw),t)+(βr^LvwCw+αr^c^Lvw2)iK|w∈K},]]>min~{Tt(Pw(K∪{w},Rsv+r^Lvw),t)+(βr^LvwCw+αr^c^Lvw2)iK|w∉K}}]]>其中，且有：K′K∧K′≠φ，其中：是连线的方块电容，是连线的方块电阻，α＝1.02，β＝2.21，α和β的取值表示计算的是输出电压V_O从0增加到0.9高电平V_DD时的时延值；节点v为节点w的前驱节点，L_vw为节点v到节点w的连线长度，C_w为节点w之后的总电容，R_s是驱动晶体管的等效电阻；在上面的公式中，定义了一个扩展的最小化函数用来表示在此函数作用下，取得的中间点w的确定值w_m可以使得从源点到关键漏点的时延最小；用T_d(v，w)来表示两个节点v与w之间的时延，的定义如下：min~Tc(v,K,t)=Td(v,wm)iK+Tc(wm,K,t)]]>其中，Td(v,w)=βr^LvwCw+αr^c^Lvw2]]>且有：wm={w|minw∈V(Td(s,v)iK+Td(v,w)iK+Tc(w,K,t))}]]>所述扩展的Rubin方法包含以下步骤：设s为出发点，t为到达点；算法执行下列步骤：1)设定波前列表里包含唯一的元素为出发点s，邻居列表为空；设定当前搜索标志为“未找到”，所有顶点的扩展标志为“未扩展”；设定所有顶点的距离函数值为0，代价函数值为0；2)若波前列表不为空，且当前搜索标志为“未找到”，执行下面第3)到第8)步骤；3)从波前列表里取出一个顶点v_i，登记其进入列表的方向为k；如果该顶点先前已被扩展过，返回步骤2)；4)修改该顶点的扩展标志为“已扩展”；对该顶点的每个邻居，执行下面第5)到第7)步骤；5)如果该邻居v_j是到达点t，计算最短路径的长度为v_i的距离函数值与v_i、v_j距离的和；设定当前搜索标志为“已找到”并退出；6)否则，如果该邻居v_j先前被扩展过或者是障碍，回到步骤4)访问下一个邻居；7)计算v_j的距离函数值为v_i的距离函数值与v_i、v_j距离的和；计算v_j的代价函数值为v_i的距离函数值与v_j与到达点t的曼哈顿距离之和；将v_j插入到邻居列表中；8)找到邻居列表中具有最小代价函数值，并以方向k进入的最后一个顶点；如果具有最小费用的顶点没有从方向k进入，选择新的方向并赋给k；将该顶点插入波前列表，并从邻居列表中将该顶点删除；从波前列表中将扩展点v_i删除；返回步骤2)；(6).按照确定的连接关系，将顶点集合自底向上逐步连接成最后的目标Steiner树。