[发明专利]基于多商品流的大规模集成电路详细布线方法

摘要

本发明公开了一种基于多商品流的大规模集成电路详细布线的方法，属于集成电路设计领域，其将布图区域内的详细布线问题划分成布图子区域内的详细布线子问题，再将所述详细布线子问题抽象成多商品流问题，利用整数规划的方法进行求解，通过对于不同设计规则的建模，在问题模型中加入对应的约束来满足设计规则。本发明能够消除顺序布线对于布线结果的影响，有效提高超大规模的集成电路详细布线的布通率，同时能够满足互连线线宽在65nm及以下的工艺节点出现的各种复杂设计规则约束。

主权项

基于多商品流的大规模集成电路详细布线的方法，其特征在于：将芯片布线区域内的详细布线问题划分成若干个独立布线子区域内的布线网格有向图上的详细布线子问题，再将所述详细布线子问题中的所有线网划分成二端子线网，针对这些二端子线网在有向布线图上的布线问题进行多商品流问题建模，求解多商品流问题并在布线图上标记网格点占用情况，从而生成所有线网的布线方案；具体包括以下步骤：步骤1）预处理布线区域；将芯片上的布线区域划分成若干布线子区域，对于每个布线子区域，根据布线层数以及每一布线层的最小线宽线间距要求，将其划分成三维的布线网格有向图；该有向图上的顶点是线网可以占用的布线资源，顶点之间的边决定了金属线或者通孔的具体走线位置；其中，每一对相邻网格顶点之间有两条反向的有向边进行连接；步骤2）预处理布线线网；对每一需要布线的线网，在上述有向图上生成独占布线资源的布线树，根据布线树的斯坦纳点，将多端线网拆分成二端子线网进行处理；对于每条二端子线网，为其建立唯一的虚拟源点（vs）和虚拟漏点（vt），将子线网的输出单元引脚或者斯坦纳点覆盖的网格点通过有向边连接到虚拟源点（vs）上，将子线网的输入单元引脚覆盖的网格点连接到虚拟漏点（vt）上；步骤3）构造多商品流基本模型；多商品流模型的目标函数为最小化各个子线网占用走线边上的加权流量之和；通过虚拟源点（vs）到虚拟漏点（vt）的布线路径上的流量守恒原则，保证各个子线网的布线连通性；即每一虚拟源点（vs）的流出流量是从该点出发的子线网个数；每一虚拟漏点（vt）的流入流量等于1；而布线图上除虚拟源点（vs）和虚拟漏点（vt）之外的所有网格点上的流入流量减去流出流量等于零；根据上述规则在多商品流问题建模中生成对应约束条件，来保证布线方案中任意子线网布线路径上不存在断开通路；根据网格顶点使用的唯一性，保证布线方案中网格点上不存在短路错误；即任意网格点的流入流量加上流出流量之和小于2；根据此规则在所述多商品流问题建模中生成对应的约束条件，保证不同的子线网不会占用同一网格点；根据网格边使用的唯一性，保证布线方案中网格边上不存在短路错误；即任意网格边上的流量不大于1；在多商品流问题建模中生成对应约束条件，保证不同的子线网不会占用同一走线边；步骤4）处理各种设计规则约束；（1）对于不同线宽产生的线间距的设计规则要求，为每一对不同的线网a和线网b，在间距小于该约束的布线网格点对vi和vj上生成一组约束条件，保证布线方案不违反该设计规则；所述约束条件为：如果vi被a占用，则used(a,vi)等于1,否则used(a,vi)等于零；在多商品流模型中加入如下约束：used(a,vi)与used(b,vj)之和不大于1，并且used(a,vj)与used(b,vi)之和不大于1；上述约束保证间距小于该设计规则要求的布线网格点对不会同时被两条线网的布线所使用,从而使布线方案中线网之间不存在违反该设计规则的布线；（2）对于金属线和通孔之间产生的线间距的设计规则要求，为每一对不同的线网a和线网b，在间距小于该约束的布线网格点vi和vj上生成两组所述约束条件，保证布线方案不违反该设计规则；所述约束条件为：如果vi被a的金属线占用，used(a,vi)等于1,否则used(a,vi)等于零；如果vi被a的金属通孔占用，used_via(a,vi)等于1，否则used_via（a,vi）等于零；在多商品流模型中加入如下约束：used(a,vi)与used_via(b,vj)之和不大于1，以及used(a,vj)与used_via(b,vi)之和不大于1，约束线网A的布线到线网B的通孔;在多商品流模型中加入如下约束：used_via(a,vi)与used(b,vj)之和不大于1，以及used_via(a,vj)与used(b,vi)之和不大于1，约束线网A的通孔到线网B的布线；上述约束条件保证间距小于该设计规则要求的布线网格点对不会同时被两条线网的布线和通孔所使用，从而使布线方案中线网之间不存在违反该设计规则的布线；（3）对于通孔间距的设计规则要求，为每一对不同的线网a和线网b，在间距小于该约束的布线网格点对vi和vj上生成一组约束条件，保证布线方案不违反该设计规则；所述约束条件为：如果vi被a占用，则used_via(a,vi)等于1,否则used_via(a,vi)等于零；在多商品流模型中加入如下约束：used_via(a,vi)与used_via(b,vj)之和不大于1，并且used_via(a,vj)与used_via(b,vi)之和不大于1；上述约束保证间距小于该设计规则要求的布线网格点对不会同时被两条线网的通孔所使用,从而使布线方案中线网之间不存在违反该设计规则的布线；步骤5）求解多商品流问题。