基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法技术

本发明专利技术涉及一种基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法，属于VLSI物理设计自动化技术领域。该方法通过建立问题的全局密度函数，利用高斯函数进行卷积光滑化，结合线长模型，从而求解VLSI标准单元全局布局问题。技术方案要点如下：(1) 与之前使用均匀划分bin的方法得到离散的密度函数值不同，通过计算单元与整个布局区域重叠约束的全局密度表达式，从而更准确的刻画单元在布局区域上的分布状况。(2) 考虑到单元的散开不仅与所处的密度有关，还与周围的密度有关，模型使用高斯函数对非光滑的全局密度函数进行卷积光滑化。再采用罚函数方法将VLSI全局布局的线长目标及密度约束转化为无约束的非线性规划问题，并选择合适的优化技术进行优化。

Layout method of VLSI standard cell based on direct solution technique

The invention relates to a layout method of a VLSI standard cell based on direct solving technology, belonging to the technical field of VLSI physical design automation. By establishing the global density function of the problem, the Gauss function is used to smooth the convolution, and the line length model is used to solve the global layout problem of VLSI standard cells. The technical proposal is as follows: (1) method before using uniform partition of bin density function of discrete values of different density, through the global expression calculation unit and the whole layout area overlap constraint, distribution unit so as to more accurately depict in the layout area. (2) considering the unit is not only related to the scatter density, is also related to the surrounding density model using Gauss function convolution smoothing of global non smooth density function. Then the penalty function method is used to translate the line length target and the density constraint of VLSI global layout into unconstrained nonlinear programming problem, and the appropriate optimization technique is adopted to optimize the problem.

【技术实现步骤摘要】
基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法
本专利技术涉及VLSI物理设计自动化
，特别是一种基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法。
技术介绍
在当前的VLSI布局中，集成电路规模的不断增大及工艺上的要求越来越高，对VLSI布局优化目标及优化方法提出了更高的要求，布局结果的好坏直接影响着整个芯片的性能。随着芯片上单元个数的快速增长，尤其是百万门级芯片的普遍应用，对VLSI布局设计自动化提出了巨大的挑战。因此，寻求更高效、更实用的集成电路布局算法具有重要的意义用来解决VLSI布局问题的算法可分为以下三类：基于划分的布局方法、基于划分技术的方法和基于分析的布局方法。在这三类方向中，基于分析的布局方法取得的布局效果较好，因而成为当前主流布局工具所采用的方法。由于VLSI布局问题的规模很大，现有的基于解析的布局工具很难直接求解。在分析方法的VLSI布局算法中，主要分三个步骤处理：全局布局(globalplacement)、合法化布局(legalization)和详细布局(detailedplacement)。全局布局中，在允许有少数单元互相重叠的情况下，找到每个单元的最佳位置，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：把电路表示为超图H＝{V,E}；步骤S2：计算全局密度函数；步骤S3：通过所述全局密度函数构造密度约束条件；步骤S4：采用以修改的高斯函数对所述全局密度函数进行卷积光滑化；步骤S5：采用无约束二次规划方法初始化单元的位置；步骤S6：计算线长以及线长梯度；步骤S7：采用罚函数方法将VLSI全局布局的线长目标及密度约束转化为无约束的非线性规划问题；步骤S8：利用优化方法求解所述步骤S7中的非线性规划问题，得到新的单元位置；步骤S9：修改所述步骤S4中卷积光滑化过程中的高斯光滑参数以及所述步骤S7中罚函数中的罚参数；...

【技术特征摘要】
1.一种基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：把电路表示为超图H＝{V,E}；步骤S2：计算全局密度函数；步骤S3：通过所述全局密度函数构造密度约束条件；步骤S4：采用以修改的高斯函数对所述全局密度函数进行卷积光滑化；步骤S5：采用无约束二次规划方法初始化单元的位置；步骤S6：计算线长以及线长梯度；步骤S7：采用罚函数方法将VLSI全局布局的线长目标及密度约束转化为无约束的非线性规划问题；步骤S8：利用优化方法求解所述步骤S7中的非线性规划问题，得到新的单元位置；步骤S9：修改所述步骤S4中卷积光滑化过程中的高斯光滑参数以及所述步骤S7中罚函数中的罚参数；步骤S10：循环所述步骤S6至所述步骤S9，直到溢出率满足要求。2.根据权利要求1所述的基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述超图H＝{V,E}中，V＝{v1,v2,…,vn}表示电路元件或单元的集合,E＝{e1,e2,…,en}表示线网集合。3.根据权利要求1所述的基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述全局密度函数为一连续的全局密度函数，记为ρ(u,l)，X方向上的表示如下：其中，对于电路元件或单元vi(i＝1,2,…,n)，记wi为其宽度，hi为其高度，Ai为其面积，(xi,yi)为其中心坐标，(u,l)表示布局区域的一个二维变量，θi表示单元i和整个布局区域的重叠，θi(u)表示u点的密度；Y方向上的定义同理，则4.根据权利要求3所述的基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法，其特征在于，在所述步骤S3中，利用所述全局密度函数构建一近似的密度约束条件：令则：即每个单元的中点不在其他单元中，令且当P(x,y)＝0时，单元达到无重叠状态，则使用P(x,y)＝0作为优化问题的约束条件。5.根据权利要求4所述的基于直接求解技术的VLSI标准单元布局方法，其特征在于，在所述步骤S3中，通过高斯函数对所述全局密度函数进行卷积光滑化处理：二维的卷积公式如下：采用的二维的高斯函数如下对该布局问题有由于密度函数ρ(u,l)是一系列矩形函数的和，则：令m是一个与c有关的参数，令G(u,l)与积分值相等得c＞0,c为高斯光滑参数；则：

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文兴，黄志鹏，陈建利，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35