一种高质量的规避slew违规的层分配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种高质量的规避slew违规的层分配方法，主要包含三部分策略：1）分类重绕策略。该策略依据预分配线网的时延和slew违规数特征分类线网，并依据不同类别的优化重点采取不同的层分配操作；2）slew违规手术刀算法。该算法通过重复拆线并适当调整目标权重，减少线网中的slew违规；3）层限制策略。一种基于线网段时序关键性的导线调整策略，该策略通过限制线网段的可选布线层，达到优化线网时延的效果。本发明专利技术能够在优化线网时延和通孔数的同时，显著优化slew违规数，取得最佳的层分配结果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种高质量的规避slew违规的层分配方法


[0001]本专利技术属于集成电路计算机辅助设计
，具体涉及一种高 质量的规避slew违规的层分配方法。

技术介绍

[0002]随着超大规模集成电路的进步，电路器件密集度增大，如何获取 高性能的布线结果愈发成为一个难题。为了解决高复杂性的布线问题， 物理设计领域通常将电路布线分为总体布线和详细布线两个步骤，其 中总体布线在后端设计流程中起着至关重要的作用。一方面，基于多 层结构的总体布线算法需要满足多项约束以满足布线结果与详细布 线步骤之间的匹配；另一方面，总体布线结果的时延、通孔和串扰等 性能指标将极大地影响最终芯片的电路性能。然而，高互连电阻常常 导致信号完整度下降，如何获取急剧的slew愈发成为影响芯片布线 效果的关键因素，而高效的层分配算法能够优化总体布线的布线结果。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高质量的规避slew违规 的层分配方法，能有效降低线网slew违规和通孔数，最小化线网时 延，提高超大规模集成电路质量。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种高质量的规避slew违规的层分配方法，包括以下阶段：
[0006]预分配阶段：在不计层限制代价和拥塞代价的前提下初始层分配 所有线网，获取不受已分配线网影响的初始层分配结果；
[0007]重绕阶段：对预分配线网统计各线网特征并进行分类，然后针对 不同线网类别采用分类重绕算法调整层分配；
[0008]精炼阶段:在重绕线网后已得到的无溢出的层分配结果的基础上 进行调整,依次拆除并重绕线网，并比较所得线网与原有线网的时延 大小，选取最优结果作为最终的层分配方案。
[0009]进一步的，所述预分配阶段采用一种不考虑拥塞的层分配方法使 得后分配线网不受先分配线网的影响，便于统计线网类型，具体如下：
[0010]每一部分的单线网层分配采用的目标函数，其公式如下：
[0011]min cost(n)＝α1×
delay(n)+α2×
viac(n)+α3×
costc(n)+α4×
costo(n)
[0012]其中，delay和viac分别表征线网时延和通孔数，costc表示线网 的层限制代价，costo表示线网拥塞代价，α1，α2，α3和α4均为自定 义权重值，控制各部分代价所占比例；
[0013]在探索单一线网层分配方案时，依据协商思想动态调整拥塞代价 以规避拥塞布线层，其中拥塞代价的定义如下：
[0014][0015]ofc(s)＝max(0,ncap(s)
‑
cap(s))
[0016]其中，ofc是溢出数。ncap和cap分别表示已有线网段数量和可 分配线网段数量，溢出数是两者差值与0之间的最大值；his表示历 史代价，当存在溢出时，其大小是上一次历史代价上的累加，即第i+1 次迭代his的计算公式为：
[0017][0018]其中β为自定义参数，用于调节历史代价增长速度。
[0019]进一步的，所述重绕阶段具体为：采用分类重绕算法，作为算法 流程的重绕阶段；在在重绕阶段slew违规手术刀算法通过不断调整 重绕过程中的时延与通孔权重，该策略将选择具有最优slew违规数 量值的层分配方案作为最终结果；并在重绕阶段使使用一种改进的缓 解逐网层分配容易陷入局部最优的层限制策略，通过考虑2D网格边 上线网段的时序优先级，提前限制线网段的可选布线层，达到优化芯 片性能的效果
[0020]进一步的，所述分类重绕算法包括线网分类阶段和溢出消除阶段。
[0021]进一步的，所述线网分类阶段，首先依据已有层分配方案统计各 sink点的slew，并以10倍的slew值与slew约束值相比较，分类各 sink点所处路径；然后，统计路径分类信息并分类各个线网。
[0022]进一步的，所述溢出消除阶段，依据已得的线网类别对线网进行 重绕工作以消除产生的overflow；首先分配Ⅰ类线网占据低时延层， 并只对该类线网进行拆线和重绕步骤；当线网不再产生overflow后， 已分配的Ⅰ类线网中绝大部分线网将不再发生变化；然后依次层分配
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类线网，在考虑拥塞代价的同时产生少部分overflow；
[0023]对产生overflow的线网进行拆线重绕，收敛得到最终无溢出的 3D总体布线结果；该阶段的线网层分配一方面使用slew违规手术刀 算法减少线网中发生slew违规的sink的数量；另一方面，通过使用 层限制策略限制不同导线段的可选金属层来控制线网时延。
[0024]进一步的，所述slew违规手术刀算法包括统计和调整两部分， 具体为：
[0025]统计阶段：通过遍历3D网格边，统计所有溢出线网的现有slew 违规数量；
[0026]调整阶段：尝试两次参数比重的调整以修正现有方案，包括增大 目标函数时延权重并降低通孔数权重，利用新的目标函数对溢出线网 进行拆除和重绕；
[0027]若重绕后的线网能够减少线网slew违规数，则保留现有方案； 否则，第二次调整将增大目标函数通孔数权重，并采用更侧重通孔数 优化的目标函数对线网重新进行层分配操作；若最终线网能够实现 slew违规数的缩减，则保留现有方案，否则，将现有方案替换成侧重 时延优化的上次的层分配方案并作为最终结果。
[0028]进一步的，所述层限制策略包括线网段优先级的确定，层限制代 价的引入两部分，具体为：
[0029]统计2D网格边对应各线网段的优先级，即为每个线网段赋予一 个分数，为区分不同线网段对线网时延，slew违规数等时序特征的影 响，将该类影响定义为线网段的时序关键性，而将其中较高影响的线 网段定义为时序关键线网段，反之为非时序关键线网段，并将下游电 容和违规sink数同时作为评估线网段时序关键性的影响因素
[0030]在评估各层分配线网段的目标代价中引入层限制代价，并在单一 线网层分配过程中避开高代价的布线层。
[0031]进一步的，所述分数的计算公式如下：
[0032]Score(s)＝vslw(s)+M0×
C
d
(s)
[0033]其中，vslw(s)表示s段下游的违规sink数量；M0为自定义参数， 用于平衡时延和slew违规在决定线网段优先级上所占的比重；若下 游发生slew违规的sink点的数量为0，则线网段分数完全取决于其 下游电容的大小，即完全由时延因素确定分数值；然后，依据分数值 排序线网段，最终获得2D网格边上所有线网所对应的名次W(s)。
[0034]进一步的，所述层限制代价的计算公式如下：
[0035][0036]其中，upcap(s,k)表示第k层布线层上层导线容量总和，包括已被 占据的容量ucap和未使用的导线容量ncap
[0037][0038]M1和M2均为自定义参数，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高质量的规避slew违规的层分配方法，其特征在于，包括以下阶段：预分配阶段：在不计层限制代价和拥塞代价的前提下初始层分配所有线网，获取不受已分配线网影响的初始层分配结果；重绕阶段：对预分配线网统计各线网特征并进行分类，然后针对不同线网类别采用分类重绕算法调整层分配；精炼阶段:在重绕线网后已得到的无溢出的层分配结果的基础上进行调整,依次拆除并重绕线网，并比较所得线网与原有线网的时延大小，选取最优结果作为最终的层分配方案。2.根据权利要求1所述的一种高质量的规避slew违规的层分配方法，其特征在于，所述预分配阶段采用一种不考虑拥塞的层分配方法使得后分配线网不受先分配线网的影响，便于统计线网类型，具体如下：每一部分的单线网层分配采用的目标函数，其公式如下：min cost(n)＝α1×
delay(n)+α2×
viac(n)+α3×
costc(n)+α4×
costo(n)其中，delay和viac分别表征线网时延和通孔数，costc表示线网的层限制代价，costo表示线网拥塞代价，α1，α2，α3和α4均为自定义权重值，控制各部分代价所占比例；在探索单一线网层分配方案时，依据协商思想动态调整拥塞代价以规避拥塞布线层，其中拥塞代价的定义如下：ofc(s)＝max(0,ncap(s)
‑
cap(s))其中，ofc是溢出数。ncap和cap分别表示已有线网段数量和可分配线网段数量，溢出数是两者差值与0之间的最大值；his表示历史代价，当存在溢出时，其大小是上一次历史代价上的累加，即第i+1次迭代his的计算公式为：其中β为自定义参数，用于调节历史代价增长速度。3.根据权利要求1所述的一种高质量的规避slew违规的层分配方法，其特征在于，所述重绕阶段具体为：采用分类重绕算法，作为算法流程的重绕阶段；在在重绕阶段slew违规手术刀算法通过不断调整重绕过程中的时延与通孔权重，该策略将选择具有最优slew违规数量值的层分配方案作为最终结果；并在重绕阶段使使用一种改进的缓解逐网层分配容易陷入局部最优的层限制策略，通过考虑2D网格边上线网段的时序优先级，提前限制线网段的可选布线层，达到优化芯片性能的效果。4.根据权利要求3所述的一种高质量的规避slew违规的层分配方法，其特征在于，所述分类重绕算法包括线网分类阶段和溢出消除阶段。5.根据权利要求4所述的一种高质量的规避slew违规的层分配方法，其特征在于，所述线网分类阶段，首先依据已有层分配方案统计各sink点的slew，并以10倍的slew值与slew约束值相比较，分类各sink点所处路径；然后，统计路径分类信息并分类各个线网。6.根据权利要求4所述的一种高质量的规避slew违规的层分配方法，其特征在于，所述
溢出消除阶段，依据已得的线网类别对线网进行重绕工作以消除产生的overflow；首先分配Ⅰ类线网占据低时延层，并只对该类线网进行拆线和重绕步骤；当线网不再产生overflo...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耿耿，鲍晨鹏，郭文忠，黄兴，陈国龙，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：