[发明专利]一种大规模集成电路设计中的绕障直角斯坦纳树构造方法

摘要

本发明涉及一种大规模集成电路设计中的绕障直角斯坦纳树构造方法属于集成电路计算机辅助设计领域，尤其大规模集成电路物理设计中电路布线设计领域，其特征在于：首先根据逃逸图（EscapeGraph）理论构建出该布线问题布线图；然后以人工蜂群优化方法的为基本框架，使用布线图中的边构造出一个准最优可行解；为了实现人工蜂群优化方法，设计了全局搜索策略、基于关键节点的局部搜索策略、基于关键节点的编码和一个以改进的启发式算法为基础的编码器。它是一种绕障直角斯坦纳树构造方法，可以构造出高质量的绕障直角斯坦纳树，适用于解决集成电路设计电路布线中的绕障最小直角Steiner树和非绕障最小直角Steiner树问题。

主权项

一种大规模集成电路设计中的绕障直角斯坦纳树构造方法，其特征在于：首先根据逃逸图（Escape Graph）理论构建出该布线问题布线图；然后以人工蜂群优化方法的为基本框架，使用布线图中的边构造出一个准最优可行解；为了实现人工蜂群优化方法，设计了全局搜索策略、基于关键节点的局部搜索策略、基于关键节点的编码和一个以改进的启发式算法为基础的编码器；具体而言，它依次含有以下步骤：(1)初始化,计算机从输入文件中读入布线问题的如下预设数据：线网信息：线网中所有引脚的二维坐标信息；障碍信息：矩形障碍的4个顶点的二维坐标信息；(2)根据线网信息和障碍信息，用[参考文献：Ganley JL,Cohoon JP Routing a multi‑terminal critical net:Steiner tree construction in the presence of obstacles.In:Circuits and Systems,1994.ISCAS'94.,1994IEEE International Symposium on,30May‑2Jun19941994.pp113‑116vol.111]中所提到的方法构造出逃逸图(Escape Graph)；该逃逸图是个带权无向图，用G=(V,E,T,ω)表示，E表示边集合且个数|E|=m，V表示顶点集合且个数|V|=n，引脚对应的顶点称为端点，T表示端点集合且个数为|T|=l，ω:E‑>R+表示边的权重映射函数，边权重对应边在布线区域的实际线长；(3)采用全局搜索方法，构造NS个初始解组成可行解集合,其中NS为预设值；(4)通过下式计算每个可行解的适应值 fitness i = Σ e ∈ S i ω ( e ) 其中Si表示第i个可行解对应斯坦纳树的边集合；(5)选择可行解集合中每个可行解作为当前解xi，执行一次局部搜索策略，其步骤如下：(5.1)除xi之外，从可行解集合中余下的NS‑1个解中，任意选择一个作为 辅助解xk,根据辅助解的不同分为两种情况；(5.1.1)如果xi与xk的编码相同，采用全局搜索方法重新构造一个可行解替代当前解；(5.1.2)如果xi与xk的编码不相同，以预设的LSRatio概率选用局部搜索方法一，以1‑LSratio概率选用局部搜索方法二，执行局部搜索得到新的可行解ni并计算其适应值；(5.2)在xi和ni中选择具有更小总线长的解保留在可行解集合中；(6)通过下式计算每个可行解的选择概率： p i = 0.9 * fitness i Σ k = 1 NS fitness k + 0.1 (7)根据每个可行解的选择概率，采用轮盘赌的方法，从可行解集合中执行NS次选择，每次选择一个解作为当前解xi，执行一次局部搜索策略，其步骤如下：(7.1)除xi之外，从可行解集合中余下的NS‑1个解中，任意选择一个作为辅助解xk,根据辅助解的不同分为两种情况；(7.1.1)如果xi与xk的编码相同，重新执行(7.1)，如果执行NS次(7.1)都无法找到与当前解不同编码的辅助解则采用全局搜索方法重新构造一个可行解替代当前解；(7.1.2)如果xi与xk的编码不相同，以预设的LSRatio概率选用局部搜索方法一，以1‑LSratio概率选用局部搜索方法二，执行局部搜索得到新的可行解ni并计算其适应值；(7.2)在xi和ni中选择具有更小总线长的解保留在可行解集合中；(8)如果一个可行解被执行了预设的Limit次局部搜索，都不能找到比它更好的解，则称为抛弃解，所有抛弃解中被执行局部搜索次数最多的解称为最久抛 弃解，采用全局搜索方法重新构造一个可行解替代可行解集合中的最久抛弃解；(9)重复执行步骤(4)～(7)，直到编码器的执行次数达到预设的上限maxNFE；(10)返回整个搜索过程中找到的最佳解。