一种交错引脚矩阵逃逸布线方法技术

本发明专利技术涉及一种交错引脚矩阵逃逸布线方法，基于传统交错引脚结构的网络流模型，设计了正六边形交错引脚矩阵结构的模型，只需要完成Area 0的逃逸布线，通过顺时针旋转一定角度便得到正六边形内部其他五个区域的逃逸布线；再通过正六边形内部左上方、左下方、右上方、右下方四个区域的逃逸布线得到正六边形四周四个区域的逃逸布线，这样大大节省逃逸布线用时，且布线均匀。另外，基于这种正六边形交错引脚矩阵结构的模型，通过优化逃逸布线算法，能够实现在同等大小的引脚矩阵中得到更高密度的逃逸布线结果，提高布线资源利用率。提高布线资源利用率。提高布线资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种交错引脚矩阵逃逸布线方法


[0001]本专利技术涉及集成电路计算机辅助设计领域，尤其涉及一种交错引脚矩阵逃逸布线方法。

技术介绍

[0002]随着电子信息产业中的集成电路迅速发展和广泛应用，PCB(印刷电路板)的需求也在不断增加。PCB布线通常分为逃逸布线、区域布线两个阶段。前者逃逸布线是从IC芯片引脚矩阵内部布线到引脚矩阵外围，即将引脚网格内的引脚连接到网格的边界上，后者区域布线是在两个IC芯片引脚矩阵之间布线。
[0003]其中，逃逸布线最主要考虑的因素是可布线性，在可布线性满足的情况下优化线长。逃逸布线主要分为有序逃逸布线和无序逃逸布线。有序逃逸布线，需要考虑一个引脚数组，遵循沿引脚矩阵边界的指定顺，由一个引脚矩阵的内部布线到引脚矩阵的边界的布线方式。无序逃逸布线，则不用考虑引脚逃逸到边界的顺序，是一种不需要考虑引脚沿边界的顺序由一个引脚矩阵的内部到引脚矩阵的边界的布线方式。因此，无序逃逸布线比有序逃逸布线的布线效率更高。
[0004]目前已有很多学者针对PCB里的逃逸布线问题提出了一些好的解决方案，其中网络流模型是较为主流的无序逃逸布线解决方案。网络流模型是将每个布线路径视为从引脚到边界的一个单元流，其特点为布线能力是两个水平或垂直相邻引脚之间允许的最大导线数量，通过添加节点和边界的长度使得该模型能在内部布线区域更加精确的控制走线。但现有技术中的逃逸布线，无论是有序逃逸布线，还是无序逃逸布线，在PCB面积过小、引脚数量过多、布线密度过高等情况下表现不佳，都存在布线不均匀、布线效率低、资源利用率低等突出问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种交错引脚矩阵逃逸布线方法，基于传统交错引脚结构的网络流模型，设计了正六边形交错引脚矩阵结构的模型，并且优化了逃逸布线算法，从而在更高密度、更小面积的情况下得到引脚矩阵的逃逸布线结果。能够实现布线均匀、布线效率高、资源利用率高的目的。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出一种交错引脚矩阵逃逸布线方法，该方法包括以下步骤：
[0007]步骤一、根据输入的矩阵大小和布线容量生成引脚矩阵模型；找出引脚矩阵中心，将输入的引脚矩阵中最大的正六边形取出，所述正六边形其中两条对边与引脚矩阵的两条对边重合，正六边形内部等分为六个区域，所述六个区域之间为旋转对称关系，正六边形四周等分为四个区域，所述四个区域之间为旋转对称关系，且分别与正六边形内部左上方、左下方、右上方、右下方四个区域相邻；选取正六边形内部其中一个区域Area 0的内部引脚点集用于下一步分区布线；
[0008]步骤二、调用Base Router函数，得到Area 0的逃逸布线路径集，同时记录已使用的逃逸出口；
[0009]步骤三、将Area 0的逃逸布线路径集沿引脚矩阵中心顺时针依次旋转分别得到正六边形内部其他五个区域的逃逸布线路径集；
[0010]步骤四、循环调用Base Router函数，并根据正六边形内部左上方、左下方、右上方、右下方四个区域的逃逸布线路径集分别得到正六边形四周的四个区域的逃逸布线路径集；
[0011]步骤五、查询是否有未逃逸点，调用Base Router函数保证布通率为100％；
[0012]步骤六、计算布线资源利用率并输出。
[0013]作为优选方案，所述步骤一中引脚矩阵排布规律为：相邻两排的引脚点交错排列，每两排三个相邻的引脚点形成一个最小正三角形单元；以其中一个引脚点为中心，其周围等间距均匀分布六个引脚点，以这六个引脚点为六个顶点构成一个最小正六边形单元；每排相邻两个引脚点中间添加一个虚拟点，虚拟点组成引脚点的布线路径。
[0014]作为优选方案，所述引脚矩阵中最大的正六边形内部为六个正三角形区域，下方中间为Area 0，将Area 0沿矩阵中心按顺时针依次旋转60
°
、120
°
、180
°
、240
°
、300
°
分别得到Area1、Area2、Area3、Area4、Area5，所述最大的正六边形四周为四个直角三角形区域，分别为左下方的Area6、右下方的Area 7、左上方的Area 8、右上方的Area 9，并且Area6、Area1相邻，Area8、Area2相邻，Area9、Area4相邻，Area7、Area5相邻。
[0015]作为优选方案，所述引脚点与虚拟点之间的逃逸通道为单向逃逸，只能从虚拟点到引脚点逃逸；虚拟点之间的逃逸通道为双向逃逸；引脚矩阵最外围相邻两个引脚点之间的空缺作为逃逸布线的逃逸出口通道；所述Area 1、Area 2、Area 4、Area 5使用的逃逸出口分别是Area 6、Area 8、Area 9、Area 7的待逃逸边界。
[0016]作为优选方案，所述步骤四中根据Area 1的逃逸出口和Area 6的内部引脚点集通过调用Base Router函数得到Area 6的逃逸布线路径集；将Area 6的逃逸布线路径集沿矩阵中心顺时针旋转180
°
得到Area 9的逃逸布线路径集；根据Area 5的逃逸出口和Area 7的内部引脚点集通过调用Base Router函数得到Area 7的逃逸布线路径集；将Area 7的逃逸布线路径集沿矩阵中心逆时针旋转180
°
得到Area 8的逃逸布线路径集。
[0017]作为优选方案，所述步骤五中检查逃逸出口使用数量是否等于引脚点数，输出的逃逸路径数是否等于引脚点数，输出的逃逸路径的终点是否都包含了全部引脚点；如果否，则调用Base Router函数对未布线的引脚点进行单独逃逸布线。
[0018]作为优选方案，所述步骤六中计算逃逸布线用到路径点的总次数和全部逃逸点总容量的比值，并输出为布线资源利用率。
[0019]本专利技术还提出一种交错引脚矩阵逃逸布线系统，所述系统包括引脚矩阵生成模块，分区模块，网络流模块，逃逸布线模块；
[0020]所述引脚矩阵生成模块，用于根据矩阵大小和布线容量设置引脚点和虚拟点排布位置；
[0021]所述分区模块，用于将矩阵中最大的正六边形取出，将正六边形内部等分为六个区域，正六边形四周等分为四个区域；
[0022]所述网络流模块，用于设置引脚点、虚拟点、逃逸出口的逃逸通道，以及每个区域
为两个不同的位置。
[0040]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0041]如图1所示，本专利技术提出一种交错引脚矩阵逃逸布线方法，该方法是基于正六边交错行引脚结构的无序逃逸布线，是在计算机中依次按照下列步骤实现的：
[0042]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交错引脚矩阵逃逸布线方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、根据输入的矩阵大小和布线容量生成引脚矩阵模型；找出引脚矩阵中心，将输入的引脚矩阵中最大的正六边形取出，所述正六边形其中两条对边与引脚矩阵的两条对边重合，正六边形内部等分为六个区域，所述六个区域之间为旋转对称关系，正六边形四周等分为四个区域，所述四个区域之间为旋转对称关系，且分别与正六边形内部左上方、左下方、右上方、右下方四个区域相邻；选取正六边形内部其中一个区域Area 0的内部引脚点集用于下一步分区布线；步骤二、调用Base Router函数，得到Area 0的逃逸布线路径集，同时记录已使用的逃逸出口；步骤三、将Area 0的逃逸布线路径集沿引脚矩阵中心顺时针依次旋转分别得到正六边形内部其他五个区域的逃逸布线路径集；步骤四、循环调用Base Router函数，并根据正六边形内部左上方、左下方、右上方、右下方四个区域的逃逸布线路径集分别得到正六边形四周的四个区域的逃逸布线路径集；步骤五、查询是否有未逃逸点，调用Base Router函数保证布通率为100％；步骤六、计算布线资源利用率并输出。2.根据权利要求1所述的交错引脚矩阵逃逸布线方法，其特征在于：所述步骤一中引脚矩阵排布规律为：相邻两排的引脚点交错排列，每两排三个相邻的引脚点形成一个最小正三角形单元；以其中一个引脚点为中心，其周围等间距均匀分布六个引脚点，以这六个引脚点为六个顶点构成一个最小正六边形单元；每排相邻两个引脚点中间添加一个虚拟点，虚拟点组成引脚点的布线路径。3.根据权利要求2所述的交错引脚矩阵逃逸布线方法，其特征在于：所述引脚矩阵中最大的正六边形内部为六个正三角形区域，下方中间为Area 0，将Area 0沿矩阵中心按顺时针依次旋转60
°
、120
°
、180
°
、240
°
、300
°
分别得到Area 1、Area 2、Area 3、Area 4、Area 5，所述最大的正六边形四周为四个直角三角形区域，分别为左下方的Area 6、右下方的Area 7、左上方的Area 8、右上方的Area 9，并且Area6、Area1相邻，Area8、Area2相邻，Area9、Area4相邻，Area7、A...

【专利技术属性】
技术研发人员：温裕雄，庞强，牛国宝，吴皓莹，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：