一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法、系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法、系统，该方法包括如下步骤：步骤S1：根据开关盒布线算法得到线网的布线路径；步骤S2：基于超导工艺库中的JTL布线单元类型来确定每个开关盒格点的JTL单元类型；步骤S3：得到整个开关盒的JTL布线结果。本发明专利技术解决了超导RSFQ电路的开关盒位置的JTL布线问题，同时优化了线长，减少了电路面积和功耗。减少了电路面积和功耗。减少了电路面积和功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法、系统


[0001]本专利技术涉及逻辑电路
，特别涉及一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]脉冲逻辑电路技术，例如高速单磁通量子(Rapid Single Flux Quantum，RSFQ)电路，具有高速和低功耗的特性，是极具前景的下一代集成电路技术。脉冲逻辑技术提供了更高频、更低功率、更高能效电路的可能性，因此用于大规模脉冲逻辑电路设计自动化的工具成为国内外研究热点。RSFQ电路的互连线可以分为两类：约瑟夫森传输线(Josephson Transmission Line，JTL)和无源传输线(Passive Transmission Line，PTL)。PTL是随着工艺的进步出现的新型互连线，能够以较高的速度传输脉冲信号，但每个PTL需要额外增加一个驱动单元和一个接收单元，如图1所示，从而导致芯片的面积增加。JTL是由多个约瑟夫森结串联组成，如图2所示，比PTL有更高的布线灵活性，一方面是因为工艺库中存在交叉类型的JTL，另一方面是因为JTL更便于RSFQ电路的时序调整，以满足其特殊时序要求。
[0003]物理布线用于绘制每个信号的布线路径，并且不能违反工艺设计规则。这里的布线仅解决数据信号的走线问题，时钟信号的布线可在数据信号布线前的时钟树综合阶段完成。布线关键的目标是保证电路中所有信号均能布通，其他目标包括最小化线长、最大化工作频率等。
[0004]JTL是在RSFQ电路早期工艺中使用的互连线。JTL布线算法比较有代表性的工作是，2003年日本的研究人员在提出的JTL布线算法。首先使用CMOS布线工具在两层金属上布线，然后用JTL替换金属走线，实现RSFQ电路的布线。然而，该研究工作并不能解决开关盒位置的JTL布线问题。

技术实现思路

[0005]专利技术所要解决的问题
[0006]与半导体电路中的金属线不同，超导RSFQ电路的布线单元(如JTL)是有方向的，因此面向半导体电路的开关盒布线算法不能直接用来确定超导集成电路的JTL布线路径。因此，本专利技术的主要目的是提供一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法、系统、电子设备及存储介质，该用于脉冲逻辑电路的自动布线方法是一种面向超导RSFQ电路的开关盒JTL布线算法，以解决上述技术中所存在的问题。
[0007]用于解决问题的方案
[0008]为了达到上述目的，本专利技术是一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法，包括如下步骤：
[0009]步骤S1：根据开关盒布线算法得到线网的布线路径；
[0010]步骤S2：基于超导工艺库中的JTL布线单元类型来确定每个开关盒格点的JTL单元类型；
[0011]步骤S3：得到整个开关盒的JTL布线结果。
[0012]优选地，在步骤S1中，基于贪心算法设计开关盒布线算法。
[0013]优选地，所述开关盒的大小是由水平通道和垂直通道中所包含的轨道数确定。
[0014]优选地，步骤S1中的开关盒布线算法具体包括：
[0015]步骤S11：对开关盒布线问题进行建模；
[0016]步骤S12：划分开关盒；
[0017]步骤S13：求解列布线的最优解；
[0018]步骤S14：合并列布线结果。
[0019]优选地，在步骤S12的划分开关盒的步骤中，从第0列开始布线。
[0020]优选地，步骤S13包括如下子步骤：
[0021]建立开关盒与当前列的顶部引脚和底部引脚的连接；
[0022]做贪心决策；
[0023]找到需要布线的线网可以移动到的轨道；
[0024]列布线的第四步将当前列的布线信息延伸到下一列，并重复上述步骤直到完成所有列的布线。
[0025]优选地，在步骤S14中，将每一列的布线结果合并得到最后的解，当出现冲突导致线网无法连接到目标右引脚时，将再扩大开关盒长和宽，重新进行布线，直到所有的线网全部布通，输出布线结果以及通道密度来统计信息。
[0026]为了达到上述目的，本专利技术还提供一种用于脉冲逻辑电路的自动布线系统，包括：
[0027]布线路径模块，其根据开关盒布线算法得到线网的布线路径；
[0028]确定模块，其基于超导工艺库中的JTL布线单元类型来确定每个开关盒格点的JTL单元类型；以及
[0029]获取模块：得到整个开关盒的JTL布线结果。
[0030]本专利技术还提供一种电子设备，其特征在于，所述电子设备存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0031]为了达到上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0032]专利技术的效果
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0034]本专利技术解决了超导RSFQ电路的开关盒位置的JTL布线问题，同时优化了线长，减少了电路面积和功耗。
附图说明
[0035]图1是PTL布线的示意图；
[0036]图2是JTL等效电路的示意图；
[0037]图3是本申请一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法流程图；
[0038]图4是本申请的开关盒JTL布线算法输入信息；
[0039]图5是本申请的JTL单元类型；
[0040]图6是本申请的第0列布线结果；
[0041]图7是本申请的第1列布线结果；
[0042]图8是本申请的第2列布线结果；
[0043]图9是本申请的第3列布线结果；
[0044]图10是本申请的第4列布线结果；
[0045]图11是申请一种用于脉冲逻辑电路的自动布线系统示意图；
[0046]图12是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
[0047]图13是本申请实施例提供的一种用于实现容量增量升级方法的程序产品的结构示意图。
具体实施方式
[0048]下面将结合本专利技术实施例中的图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。并且，在此处需要进一步强调的是，以下的具体实施例提供的优选的技术方案，各方案(实施例)之间是可以相互配合或结合使用的。
[0049]如图3所示，是本申请一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法流程图，本专利技术的用于脉冲逻辑电路的自动布线方法包括如下步骤：
[0050]步骤S1：根据开关盒布线算法得到线网的布线路径；
[0051]步骤S2：基于超导工艺库中的JTL布线单元类型来确定每个开关盒格点的JTL单元类型；
[0052]步骤S3：得到整个开关盒的JTL布线结果。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于脉冲逻辑电路的自动布线方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：根据开关盒布线算法得到线网的布线路径；步骤S2：基于超导工艺库中的JTL布线单元类型来确定每个开关盒格点的JTL单元类型；步骤S3：得到整个开关盒的JTL布线结果。2.根据权利要求1所述的用于脉冲逻辑电路的自动布线方法，其特征在于，在步骤S1中，基于贪心算法设计开关盒布线算法。3.根据权利要求1所述的用于脉冲逻辑电路的自动布线方法，其特征在于，所述开关盒的大小是由水平通道和垂直通道中所包含的轨道数确定。4.根据权利要求1所述的用于脉冲逻辑电路的自动布线方法，其特征在于，步骤S1中的开关盒布线算法具体包括：步骤S11：对开关盒布线问题进行建模；步骤S12：划分开关盒；步骤S13：求解列布线的最优解；步骤S14：合并列布线结果。5.根据权利要求4所述的用于脉冲逻辑电路的自动布线方法，其特征在于，在步骤S12的划分开关盒的步骤中，从第0列开始布线。6.根据权利要求4所述的用于脉冲逻辑电路的自动布线方法，其特征在于，步骤S13包括如下子步骤：建立开关盒与当前列的顶部引脚和底部引脚的连接；做贪心决...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊英，范东睿，
申请(专利权)人：北京中科睿芯科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：