当前位置: 首页 > 专利查询>清华大学专利>正文

基于空白区重分配的缓冲器规划方法技术

技术编号:2873669 阅读:220 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
基于空白区重分配的缓冲器规划方法,其特征在于:它是一种在硬件支持下的优化空白区的分布,改善缓冲器规划的方法,它依次含有以下步骤: (1).对于一个给定的布局,计算其中所有空白区,将它们分割成块并和模块相关联,对于大小非零的伪模块,则它构成的空白区不和任何模块相关联;同时,对所有的空白区建立位置数据结构,把空白区细划分成固定大小的用以放下一个或几个缓冲器的小矩形; (2).判断线网N长度是否大于关键长度l↓[crit],若为否则当前线网插入缓冲器数为零: *** 其中:R↓[b]:缓冲器输出电阻(Ω), R↓[d]:驱动输出电阻(Ω), C↓[b]:缓冲器输入电容(fF), C↓[l]:负载电容(fF), r:单位长度线电容(Ω/μm), c:单位长度线电容(fF/μm), T↓[b]:缓冲器固有延时(ps); (3).计算每一个两端线网N因为不满足时延约束需要插入的缓冲器数及各缓冲器的独立可行区域: (3.1).计算线网满足时延约束需要的缓冲器数k↓[min]: *** 其中: K↓[1]=R↓[b]C↓[b]+T↓[b] K↓[2]=(rC↓[b]+cR↓[b])l+T↓[b]+R↓[d]C↓[b]+R↓[b]C↓[l]-T↓[con]-r/2c(C↓[b]-C↓[l])↑[2]-c/2r(R↓[b]-R↓[d])↑[2] K↓[3]=1/2rcl↑[2]+(rC↓[l]+cR↓[d])l+R↓[d]C↓[l]-T↓[con] 其中:l为线网长度, R↓[b]:缓冲器输出电阻(Ω), R↓[d]:驱动输出电阻(Ω), C↓[b]:缓冲器输入电容(fF), C↓[l]:负载电容(fF), r:单位长度线电容(Ω/μm), c:单位长度线电容(fF/μm), T↓[b]:缓冲器固有延时(ps), T↓[con]:为线网的时延约束; (3.2).计算线网N中每个缓冲器的独立可行区域: 长度为1的线网N的第i个缓冲器的独立可行区域为: IFR↓[i]=(x↓[opt]↑[i]-W↓[ifr]/2,x↓[opt]↑[i]+W↓[ifr]/2)∩(0,l), W↓[ifr]为第i个缓冲器的独立可行区域的宽度, *** 其中,k↓[min]为缓冲器数, T↓[con]↑[N]为线网N的时延约束, T↓[opt]↑[N]为线网N中插入k↓[min]个缓冲器的最优时延, *** x↓[opt]↑[i]为缓冲器相对线网源端的Manhattan距离(只包含水平和垂直线…。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
属于集成电路计算机辅助设计领域,尤其涉及BBL(Building Block Layout)领域。随着纳米技术和高频技术的应用,互连的设计与优化成为决定系统性能、成本和可靠性的关键问题。在过去10年里,人们已经研究出了多种互连优化技术,例如拓扑的构造,缓冲器插入,器件尺寸的优化,线宽和线间距的优化,以及上述各种优化技术的组合应用。为了确保电路设计的时序特性,在设计的流程中,互连的设计应该尽早加以考虑。缓冲器插入对减少互连时延来说,是一种非常有效的方法。在Elmore时延模型下,长连线的时延与线长的平方成比例增长,而利用缓冲器插入技术,可以控制连线的时延与线长呈线性增长关系。为满足时延约束,需要插入的缓冲器数目随工艺尺寸的减小而持续增长。例如,在70nm工艺下,需要插入800,000个缓冲器以满足性能优化。由于缓冲器需要占用硅资源,所以在设计过程中,缓冲器应该尽早规划,尤其在布局阶段。本专利技术就是在BBL布局阶段对缓冲器插入的位置和数量进行估计,尽可能改善电路的时延性能。近年来,缓冲器规划问题受到广泛的关注,人们已经提出了很多种缓冲器规划的方法。由于缓冲器是器件,所以这些方法多数利用布局中的空白区插入缓冲器,在BBL阶段也已经有很多相关的工作;例如最早提出的可行区域(feasible region)的概念,用来产生缓冲器模块;缓冲器的可行区域是指在满足线网的目标延时的条件下,缓冲器可以放置的可能最大区域。稍后,可行区扩展成为独立可行区,同时布线拥挤度得到优化。网络流的方法在假设每个线网只有一个缓冲器的情况下,可以找到最优解。多商品流的方法将缓冲器分配到预先已存在的缓冲器模块。动态规划方法假设在宏模块内部也允许插入缓冲器,因此这种方法会使插入缓冲器的点分配在布局的各个位置。可布性驱动的布图规划方法可以为拥挤度约束估计缓冲器的用量和缓冲器资源。集成缓冲器/通道插入的布图规划方法用于基于总线的微处理器设计。在众多的缓冲器规划算法中,还没有一种方法对布局中的空白区进行优化,以更好的利用空白区来提高电路的时延特性。本文讨论了布局中的空白区的重分配问题,并通过优化空白区的分布改善缓冲器规划问题的结果,从而达到改善电路时延特性的目的。设有n个模块的布局问题模块集合M={Mi(wi,hi)|i∈,i∈},其中j为引线端标号,i为该引线端所属的模块编号,(p_xji,p_yji)为pji相对于其所在模块i左下角的坐标;NET={(pi,…,pk),…,(pj,…,pl)},位于同一个括号内的引线端属于同一个线网,也就是说同一括号内的引脚之间存在连接关系;空白区集合DS={Dk((xk1b,yk1b),(xkur,ykur))|k∈},其中(xk1b,yk1b)为空白区Dk的左下角坐标,(xkur,ykur)为空白区Dk的右上角坐标。如附图说明图1所示的布局和空白区的实例M={M1(6,3),M2(2,5),M3(4,5),M4(2,8)},PIN={p11(1,3),p21(2,0),p32(0,3),p42(2,1),p53(2,0),p63(4,3),p74(0,1),p84(2,4),p94(1,8)},NET={(p1,p3,p9),(p2,p4,p8),(p5,p6,p7)},及四块空白区。缓冲器规划问题就是在给定布局中,对满足电路时延特性需要的缓冲器的数量进行估算,并给出位置,同时充分利用空白区插入缓冲器资源,改善电路时延性能;对空白区的优化是指改变布局中的空白区的分布,以尽可能更多的增加满足时延约束的线网数,进一步改善电路性能。对空白区优化的目标是使得满足时延约束的线网数达到最大。本专利技术的特征在于它是一种在硬件支持下的优化空白区的分布,改善缓冲器规划的方法,它依次含有以下步骤(1).对于一个给定的布局,计算其中所有空白区,将它们分割成块并和模块相关联,对于大小非零的伪模块,则它构成的空白区不和任何模块相关联;同时,对所有的空白区建立位置数据结构,把空白区细划分成固定大小的用以放下一个或几个缓冲器的小矩形;(2).判断线网N长度是否大于关键长度lcrit,若为否则当前线网插入缓冲器数为零lcrit=Rb-Rdr+Cb-Clc+2RbCb+Tbrc]]>其中Rb缓冲器输出电阻(Ω),Rd驱动输出电阻(Ω),Cb缓冲器输入电容(fF),Cl负载电容(fF), r单位长度线电容(Ω/μm),c单位长度线电容(fF/μm),Tb缓冲器固有延时(ps);(3).计算每一个两端线网N因为不满足时延约束需要插入的缓冲器数及各缓冲器的独立可行区域(3.1).计算线网满足时延约束需要的缓冲器数kmin 其中K1=RbCb+Tb(9)K2=(rCb+cRb)l+Tb+RdCb+RbCl-Tcon---(10)]]>-r2c(Cb-Cl)2-c2r(Rb-Rd)2]]>K3=12rcl2+(rCl+cRd)l+RdCl-Tcon---(11)]]>其中l为线网长度,Rb缓冲器输出电阻(Ω),Rd驱动输出电阻(Ω),Cb缓冲器输入电容(fF),Cl负载电容(fF),r单位长度线电容(Ω/μm),c单位长度线电容(fF/μm),Tb缓冲器固有延时(ps),Tcon为线网的时延约束;(3.2).计算线网N中每个缓冲器的独立可行区域长度为l的线网N的第i个缓冲器的独立可行区域为IFRi=(xopti-Wifr/2,xopti+Wifr/2)∩(0,l),]]>Wifr为第i个缓冲器的独立可行区域的宽度,Wifr=2·TconN-ToptN(kmin,l)rc(2kmin-1)]]>其中,kmin为缓冲器数,TconN为线网N的时延约束,ToptN为线网N中插入kmin个缓冲器的最优时延,ToptN(kmin,l)=TN(xopt1,xopt2,......,xoptkmin,l)]]>=rl(kminCb+Cl)+cl(Rd+kminRb)+(kminCb+Cl)(kminRb+Rd)kmin+1]]>+kminTb+rcl2-/ckminr(Cb-Cl)2-/rkminc(Rb-Rd)22(kmin+1)]]>xopti为缓冲器相对线网源端的Manhattan距离(只包含水平和垂直线段),也即第i个缓冲器的位置;xopti=(i-1)yl+xli∈{1,2,...,kmin}]]>其中 (4).计算满足目标时延的两端线网数目Nold;(4.1).计算每一个缓冲器的侯选位置集合(4.1.1).计算缓冲器所在线网的源端和漏端所确定的矩形区域和空白区的交DFol;(4.1.2).计算DFol和缓冲器的独立可行区域的交,当DFol内某位置的左下角位于缓冲器的独立可行区域内,则该位置是相应缓冲器的侯选位置;(4.1.3).在上述缓冲器的侯选位置中选择成为缓冲器侯选位置最少同时尚未放置缓冲器的位置作为缓冲器的位置;(4.2).检查每一个两端线网,统计统计所需缓冲器全部插入的线网数N,记为Nold;(5).按以下步骤生成新的空白区分配(5.1).选择1-2块和模块相关联的空白区,移动相应的模块改变空白本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:洪先龙陈松董社勤马昱春
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1