一种基于神经网络和序列对的布图规划面积最优方法技术

本发明专利技术公开了一种基于神经网络和序列对的布图规划面积最优方法，该方法针对集成电路电子设计自动化中布图规划问题，首先利用布图规划最优解构建布图规划数据库，解决机器学习数据量不够的问题；同时将将布图规划中序列对表示的布图转化为机器学习中的分类问题，最后通过多层感知机搭建神经网络模型并进行训练，得到训练好的模型用于预测布图规划面积最优的解；本方法能够快速有效的找到布图规划面积最优方案。最优方案。最优方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于神经网络和序列对的布图规划面积最优方法


[0001]本专利技术涉及数字集成电路电子设计自动化领域，具体涉及一种基于神经网络和序列对的布图规划面积最优方法。

技术介绍

[0002]在摩尔定律的激励下，集成电路进入了超大规模时代。单芯片上集成的晶体管数量已经达到百亿级，工程师手工设计电路已经无法满足设计指标的需要。在这种情况下，出现了电子设计自动化(EDA)技术，指利用计算机辅助设计软件，来完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、仿真、综合、验证、物理设计等流程的设计方式。其中，物理设计是将网表的电路信息转化为物理几何表示的过程，此过程最后得到的版图GDSII文件将用于芯片生产制造环节。布图规划(Floorplan)是物理设计中的核心步骤，目的是确保每个模块被分配一个形状或合适的位置以及每个与外部有连接的引脚被分配合理的位置。此外，布图规划一方面将影响芯片的性能、功耗、面积、线长等指标，进而影响时序、拥塞等设计目标。另一方面影响后续布局、布线阶段的进行，一个布图规划不良的设计，很难在后续阶段满足设计需求。由此，布图规划是集成电路物理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络和序列对的布图规划面积最优方法，其特征在于，包括：构建电路模块数量为n的数字集成电路布图规划数据库，该数据库中的数据用于完整表示一个布图规划，由四个数组组成：其中一个数组W存储n个模块的宽度、一个数组H存储n个模块的高度，另外两个数组Splus和Smin代表最优面积序列对；将布图规划中序列对表示的布图转化为机器学习中的分类问题，包括：从数字集成电路布图规划数据库里抽取一组数据[W,H,Splus,Smin]，将序列对Splus和Smin分别存储在S1和S2中；计算出数组S1和数组S2中n个元素所构建的n个标签值index，同时创建正序列对数组P和负序列对数组M用于储存已经确定位置的元素，未确定位置的元素用
‑
1代替；然后，输入特征X：{W，H，P，M}和标签index组成的训练数据对被写入新的数据库，此数据库将用于神经网络模型训练；采用多层感知机搭建神经网络模型，整个模型从输入到输出依次为展开层、隐藏层和输出层，模型的输入特征是一个四维元素{W，H，P，M}；将所述新数据库中的训练数据输入到模型得到预测结果，根据预测结果与标签之间的差距计算损失量，使用反向传播方法更新模型参数，进而缩小预测结果与标签之间的差距，最终得到一个泛化性最优的模型作为训练好的模型；利用训练好的模型对数组S1和数组S2中的元素进行预测，直至S1和S2数组已经没有
‑
1的元素，即完成序列对所有元素的位置预测，此序列对S1、S2为这n个模块布图规划面积最优的解。2.根据权利要求1所述的基于神经网络和序列对的布图规划面积最优方法，其特征在于，所述构建电路模块数量为n的数字集成电路布图规划数据库，包括：根据实际的应用场景选择模块的数量n和模块尺寸的大小范围range；根据所述模块的数量n和模块尺寸大小范围range，利用随机函数随机生成各模块的具体尺寸，然后将各模块的宽度和高度分别保存进宽度数组W和高度数组H；使用两个大小为n的数组Splus、Smin分别表示n个模块序列对的正序列S1、负序列S2，数组Splus和Smin的初始值为b0,b1,b2,...,b
n
‑1，其中b
i
(i＝0,1,
…
n
‑
1)表示模块名；接着分别无序打乱数组Splus、Smin，最后将打乱得到的数组Splus和Smin作为n个模块布图规划初始解；利用模拟退火方法搜索面积最优的序列对，并将各模块宽度数组W、高度数组H、布图规划面积最优面积序列对Splus、Smin保存到数字集成电路布图规划数据库中。3.根据权利要求2所述的基于神经网络和序列对的布图规划面积最优方法，其特征在于，所述利用模拟退火方法搜索面积最优的序列对，包括：模拟退火方法的输入参数为最高温度T、最低温度t、冷却因子alpha、各模块宽度数组W、各模块高度数组H、以及序列对数组Splus和Smin；模拟退火通过在数组Splus和Smin上扰动的方式寻找面积更小的解，扰动后的序列对数组为Splus_disturb、Smin_disturb，其中扰动方式为：随机交换数组Splus、Smin中两个相同元素的位置、随机交换数组Splus中两个元素、随机交换数组Smin中两个元素以及随机打乱数组Splus、Smin；在扰动完成之后，计算扰动后的数组Splus_disturb、Smin_disturb所代表的序列对的面积，如果该面积比数组Splus、Smin所代表的序列对的面积小，则将数组Splus_disturb、Smin_disturb分别赋予数组Splus、Smin，以达到将数组Splus_disturb、Smin_disturb作为
最优解的目的；如果该面积比数组Sp...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄益豪，蔡述庭，邢延，熊晓明，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：