一种广义模迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法技术

本发明专利技术提供了一种广义模系矩阵分裂迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法，首先对多倍行高单元进行预处理，接着将合法化问题建立成二次规划模型，然后利用KKT条件将二次规划问题转换成线性互补问题，并利用广义的模系矩阵分裂迭代法求解，最后将多倍行高标准单元进行复原。本发明专利技术揭示了一种广义模系矩阵分裂迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法，通过选取合适的参数矩阵Ω1，Ω2，加快了迭代过程的收敛速度，并提供了一种求解混合尺寸标准单元电路合法化问题的模系矩阵分裂法的一个通用框架。通用框架。通用框架。

【技术实现步骤摘要】
一种广义模迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法


[0001]本专利技术涉及超大规模集成电路物理设计自动化领域，具体涉及一种广义模迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法。

技术介绍

[0002]超大规模集成电路设计流程包括架构设计、功能和逻辑设计、电路设计、物理设计、物理验证和后仿真、制造、封装和测试等过程，其中物理设计直接会影响电路性能、面积、可靠性、功率和制造产量，由于物理设计具有高复杂度，因此会分解成几个关键步骤，布局则是其中一个步骤，布局是确定每个单元在相应模块中的位置的一个过程，布局问题是NP
‑
难问题；然而芯片中的单元通常数量巨大，因此问题规模也相当庞大，精确求解变得相当困难，通常采用一些近似方法来求解，获得近似最优解，而如何快速有效地逼近最优解是当前亟待解决的问题。
[0003]布局阶段通常分为三个阶段：全局布局、合法化、详细布局；其中合法化力求将单元布置到行列中去，并消除单元间重叠，同时以最小化全局布局中的位移为目标。
[0004]门电路设计复杂度的增加，导致标准单元通常被设计成不同尺寸。混合尺寸单元的布局则带来了前所未有的挑战；现有的合法化算法主要有网络流算法、启发式算法、解析式算法；现有算法通常是针对单元进行逐个处理，无法从全局的角度出发。陈建利等(CN106971042A)提出了将合法化问题中二次规划问题转化成线性互补问题，并应用模系矩阵分裂迭代法对该问题进行求解，该方法从一种全局的角度考虑合法化问题。为了进一步提高该方法的收敛速度，本专利技术提出了一种广义的模系矩阵分裂迭代法，通过选取适当的参数矩阵，可推导出现有的模系矩阵分裂迭代法的合法化算法。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种广义模系矩阵分裂迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化，首先对多倍行高单元进行预处理，接着将合法化问题建立成二次规划模型，然后利用KKT条件将二次规划问题转换成线性互补问题，并利用广义的模系矩阵分裂迭代法求解，最后将多倍行高标准单元进行复原。与现有技术相比，本专利技术通过选取合适的参数矩阵Ω1，Ω2，加快了迭代过程的收敛速度，并提供了一种求解混合尺寸标准单元电路合法化问题的模系矩阵分裂法的一个通用框架。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术提供一种广义模迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法，包括如下步骤：
[0007]S1:将多倍行高标准单元进行预处理；
[0008]S2:将标准单元从固定宏块中移除；
[0009]S3:将混合尺寸标准单元合法化问题描述成二次规划的数学模型；
[0010]S4:将二次规划模型转换成线性互补问题；
[0011]S5:用广义的模系矩阵分裂迭代法求解线性互补问题；
[0012]S6:将多倍行高标准单元进行还原。
[0013]进一步的，所述步骤S1的具体实现方式包括：芯片的布局区域用其左下角坐标(0,0)和右上角坐标(W,H)表示，W表示布局区域的宽度，H表示布局区域的高度，待布局的标准单元集为C＝(c1,c2,
…
c
n
)，其中单元c
i
的初始左下角坐标为宽度及高度分别为w
i
，h
i
，合法化之后的坐标为(x
i
,y
i
)，对于多倍行高标准单元，将其表示成多个子单元，用(c
i1
,c
i2
,
…
c
it
)表示，其中，t表示标准单元的高度与行高的比值。
[0014]进一步的，所述步骤S2中，由于标准单元中可能存在面积较大的宏块，对于这类单元，通常将其位置固定，不会随意移动它们，因此在布局中，这类宏块变成了障碍物，在该步骤中，将与宏块重叠的可移动标准单元从其上移出，移到最近的不与宏块重叠的位置上去。
[0015]进一步的，所述步骤S3中，假设标准单元已经对齐到最近的与其电源类型相匹配的行上，合法化过程是以标准单元总位移最小为目标，并消除单元之间的重叠，可描述为如下述模型(1):
[0016][0017]上述模型为凸二次规划问题，可写为标准形式：
[0018][0019]其中，B是一个单位矩阵，为一个列向量，由于单元之间不能相互重叠，因此任意相邻的单元间应满足x
j
‑
x
i
≥w
i
(x
j
≥x
i
)，若任意两个相邻的单元对都满足该条件，则可以写成Wx≥d，矩阵W为相邻单元间的约束矩阵，它的每一行仅包含2个元素，即
‑
1和1，分别表示每一个相邻单元对中的左侧和右侧的单元，向量d中对应的分量表示左侧单元的宽度，若该左侧单元紧邻宏块，其宽度为单元本身的宽度加上宏块的宽度；则矩阵W和向量d的行数为约束的个数，W为多倍行高单元的约束矩阵，它的列数为经预处理后总的标准单元数，即单倍行高单元的数量加上多倍行高单元分成的所有子单元数量，矩阵R中每一行同样由2个元素，即
‑
1和1组成，分别表示同一个多倍行高单元相邻两行的子单元，约束Rx＝0了保证其子单元x坐标相等；
[0020]应用拉格朗日乘子法，将二次规划中的等式约束加入到目标函数中，则(8)可表示为：
[0021][0022]其中，λ为拉格朗日乘子。
[0023]进一步的，所述步骤S4中，根据Karush
‑
Kuhn
‑
Tucker(KKT)条件，可知存在向量r,u，使得(x,r,u)满足如下KKT条件：
[0024][0025]在方程组(5)中的不等式约束d
‑
Wx≤0加入松弛系数e且e>0，使得d
‑
Wx+e＝0，则Wx
‑
d＝e,将方程组(8)改下为如下形式：
[0026][0027]将方程组(5)改下为如下形式：
[0028][0029]令该问题则是找到一对解向量满足如下条件：
[0030]w＝Az+q≥0,z≥0 and w
T
z≥0.
ꢀꢀ
(7)
[0031]问题(8)则为线性互补问题。
[0032]进一步的，所述步骤S5的具体实施方式为：令z＝Ω1(|v|+v)，w＝Ω2(|v|
‑
v)，为AΩ1的一个分裂，则(8)可等价地转换成如下绝对值方程：
[0033][0034]给定一个任意的初始向量求解线性系统来计算v
k+1
的值，直到迭代序列收敛，
[0035][0036]且
[0037]z
(k+1)
＝Ω1(|v
(k+1)
|+v
(k+1)
)，k＝0,1,2,
…
[0038]特别地，若Ω2＝Ω，则该方法可推导出现有的模系矩阵分裂迭代法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种广义模迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法，其特征在于：包括如下步骤：S1:将多倍行高标准单元进行预处理；S2:将标准单元从固定宏块中移除；S3:将混合尺寸标准单元合法化问题描述成二次规划的数学模型；S4:将二次规划模型转换成线性互补问题；S5:用广义的模系矩阵分裂迭代法求解线性互补问题；S6:将多倍行高标准单元进行还原。2.根据权利要求1所述一种广义模迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法，其特征在于：所述步骤S1的具体实现方式包括：芯片的布局区域用其左下角坐标(0,0)和右上角坐标(W,H)表示，W表示布局区域的宽度，H表示布局区域的高度，待布局的标准单元集为C＝(c1,c2,
…
c
n
)，其中单元c
i
的初始左下角坐标为宽度及高度分别为w
i
，h
i
，合法化之后的坐标为(x
i
,y
i
)，对于多倍行高标准单元，将其表示成多个子单元，用(c
i1
,c
i2
,
…
c
it
)表示，其中，t表示标准单元的高度与行高的比值。3.根据权利要求1所述一种广义模迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法，其特征在于：所述步骤S2中，由于标准单元中可能存在面积较大的宏块，对于这类单元，通常将其位置固定，不会随意移动它们，因此在布局中，这类宏块变成了障碍物，在该步骤中，将与宏块重叠的可移动标准单元从其上移出，移到最近的不与宏块重叠的位置上去。4.根据权利要求1所述一种广义模迭代法应用于混合尺寸单元电路合法化方法，其特征在于：所述步骤S3中，假设标准单元已经对齐到最近的与其电源类型相匹配的行上，合法化过程是以标准单元总位移最小为目标，并消除单元之间的重叠，可描述为如下述模型(1):上述模型为凸二次规划问题，可写为标准形式：其中，B是一个单位矩阵，为一个列向量，由于单元之间不能相互重叠，因此任意相邻的单元间应满足x
j
‑
x
i
≥w
i
(x
j
≥x
i
)，若任意两个相邻的单元对都满足该条件，则可以写成Wx≥d，矩阵W为相邻单元间的约束矩阵，它的每一行仅包含2个元素，即
‑
1和1，分别表示每一个相邻单元对中的左侧和右侧的单元，向量d中对应的分量表示左侧单元的宽度，若该左侧单元紧邻宏块，其宽度为单元本身的宽度加上宏块的宽度；则矩阵W和向量d的行数为约束的个数，W为多倍行高单元的约束矩阵，它的列数为经预处理后总的标准单元数，即单倍行高单...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晨璨，施佺，曹阳，武强，邱洁，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：