本发明专利技术涉及一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法。该层分配方法提出了以下4种有效的策略：1)线网调整策略；2)重绕排序调整及通孔优化策略；3)后期优化调整策略；4)动态规划目标参数优化策略。本发明专利技术方法能够减少最终布线方案的通孔数和线网slew违规数，从而得到一个高质量的层分配结果。到一个高质量的层分配结果。到一个高质量的层分配结果。
【技术实现步骤摘要】
一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法
[0001]本专利技术属于集成电路计算机辅助设计
，具体涉及一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法。
技术介绍
[0002]随着超大规模集成电路的发展，线网规模日益增大，线网通孔数以及slew违规数对布线结果性能的影响也随之增大。因此，在超大规模集成电路的研究领域，研究人员愈发重视在层分配过程中针对线网通孔数以及slew违规数进行优化，以提高电路性能。在层分配中，通孔的使用是必不可少的，层分配过程生成大量通孔将导致电路制造成本大大增加。同时，slew约束也是层分配方法要考虑的一个重要约束。而在超大规模集成电路的设计过程中，2D布线方案经由层分配方法生成3D布线方案。通过引入高效的层分配方法，能够有效地优化物理设计过程中的通孔数和slew等指标，提高电路性能。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法，该方法能够减少最终布线方案的通孔数和线网slew违规数，从而得到一个高质量的层分配结果。
[0004]对于线网时延的优化往往能够有效减少slew违规数，因此本专利技术在布线过程中采用了非默认规则线这一先进工艺以优化时延，进而减少slew违规数。非默认规则线主要分为平行线和宽线两种。由于制造工艺限制，在低层使用平行线达到优化时延的目的，而在高层使用宽线达到优化时延的目的。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法，包括如下步骤：
[0006]S1、初始层分配阶段；
[0007]S2、基于协商的slew感知的通孔减小层分配阶段；
[0008]S3、后期优化阶段。
[0009]相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术方法能够减少最终布线方案的通孔数和线网slew违规数，从而得到一个高质量的层分配结果。
附图说明
[0010]图1是不同类型导线；图1(a)默认规则线，图1(b)宽线，图1(c)平行线，图1(d)组合使用。
[0011]图2是布线空间；图2(a)二维布线空间，图2(b)三维布线空间。
[0012]图3是一个层分配实例；图3(a)二维布线方案，图3(b)三维布线方案。
[0013]图4是本专利技术流程图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。
[0015]如图1所示，图1中展示了三层布线区域的布线实例。其中，两侧竖向的矩形代表底层针脚，横向的矩形代表第二层导线，中间的矩形代表第三层导线。
[0016]A.默认规则线：
[0017]在图1(a)中展示了采用默认宽度线的布线效果。
[0018]B.宽线：
[0019]图1(b)中采用宽线的布线效果，采用具有更大的线宽的导线进行布线有利于优化线网时延。
[0020]C.平行线：
[0021]图1(c)中采用了平行线来达到宽线在布线过程中对于时延的优化效果。
[0022]D.组合使用：
[0023]图1(d)中组合使用了平行线和默认规则线完成了一个实际的布线过程。
[0024]本专利技术提出了一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法。
[0025]本专利技术具体包含以下改进策略：
[0026](1)线网调整策略。本专利技术通过调整大规模线网以达到优化线网的通孔数以及slew违规数的优化目的。
[0027](2)重绕排序调整及通孔优化策略。本专利技术通过调整线网排序策略以及对特定线网的重新布线策略来优化线网的通孔数以及slew违规数。
[0028](3)后期优化调整策略。本专利技术通过对部分线网的重新布线来实现通孔数优化。
[0029](4)动态规划目标参数优化策略。本专利技术通过在目标函数中引入slew优化项以进一步减少slew违规数。
[0030]本专利技术通过整合上述策略了一个能同时优化通孔数以及slew违规数的层分配方法。
[0031]1.总体布线模型：
[0032]层分配采用如图2所示的布线模型，其中图2(a)表示的是2D布线区域，图2(b)表示的是3D布线区域。如图2所示，布线空间是每层有各自的走线方向的多层结构，其中，相邻层的走线方向是相互垂直的。由于上层的轨道宽度大于下层，导致位于布线区域上层的导线具有比下层导线更宽的线宽和较大的导线间距，这使得上层导线对应的电阻会小于下层导线的电阻。另一方面，由于上层的轨道较宽使得相应的上层轨道数少于下层的轨道数。
[0033]在具体线网的布线实例中，2D布线区域中的每个g
‑
cell都被抽象成一个点，同一布线层相邻点通过边进行连接。在2D布线方案到3D布线方案的抽象过程中，3D布线方案每一布线层走线方向一致且相邻布线层的走线方向相互垂直。同时，每个线网都有一个信号发射器source和多个信号接收器sink。
[0034]2.线网时延计算：
[0035]在超大规模集成电路布线过程中，各个线网的时延是通过Elmore时延模型计算得出的。已经完成布线的线网以有一个信号发射器和一个或者多个信号接收器的树的形式储存，其中，信号发射器有驱动器电阻而每个信号接收器具有接收器的负载电容。在每个线网的3D布线树中，每条边代表一截导线段或者是一个通孔，并且其都被当作独立的阻容单元。
通过Elmore时延模型可以按照公式(1)计算出线网的导线段s的的时延d(s)：
[0036]d(s)＝R(s)
×
(C(s)/2+C
down
(s))(1)
[0037]在公式(1)中，R(s)代表的是导线段的电阻，C(s)和C
down
(s)分别代表该导线段s的电容和该导线段s的下游电容。
[0038]同时，由Elmore时延公式可得接收器s
i
的时延。即将从信号发射器到接收器s
i
的所有导线段s的时延相加，可得该接收器s
i
的时延d(s
i
)，如公式(2)所示：
[0039][0040]将线网的所有接收器的时延乘以用户定义的线网权重，累加即可得到线网的时延d(N)，计算公式如公式(3)所示：
[0041][0042]其中，S(N)是由线网N的所有接收器组成的集合，α
si
代表接收器s
i
的权重。α为用户自定义的参数，为了使每个引脚同等重要，其通常设置为1/S(N),S(N)代表线网N的引脚数量。
[0043]3.线网slew计算：
[0044]slew又称为信号转换时间，信号转换时间过长代表着该电路内部的时延比较长。对于slew的计算，采用PERI模型，该模型已经被证明存在不大于1％的误差。由于布线线网以树的形式存储，在本质上是一个树拓扑。slew的计算采用宽度优先的遍历方式遍历从信号发射器到每个信号接收器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、初始层分配阶段；S2、基于协商的slew感知的通孔减小层分配阶段；S3、后期优化阶段。2.根据权利要求1所述的一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法，其特征在于，所述步骤S1具体实现方式为：初始层分配阶段首要任务是找到各个线网的最小时延层分配方案，即在这一阶段不考虑拥塞约束以及非默认规则线的使用，而是公平地评估每一个线网的时延，以期找到最小时延的层分配方案。3.根据权利要求1所述的一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法，其特征在于，所述步骤S2具体实现方式为：基于协商的slew感知的通孔数减小层分配阶段重新分配违约线网，通过迭代使这些违约线网满足线路约束并且对线网的通孔数和slew违规数进行优化；同时，在这一阶段使用非默认规则线来进一步利用布线资源从而减少线网时延，进而优化slew；每次迭代共分为三个步骤：A、采用PERI模型和Elmore模型计算线网内部的slew，同时对违规线网进行识别以及按照排序策略进行排序，排序策略需要综合考虑线网的通孔数以及slew违规数，并将slew因素纳入，使线网在对通孔数进行优化的同时尽可能减少这一过程产生的slew违规数；B、slew感知的通孔数优化过程，根据步骤A中得到的的排序结果对违约线网逐网拆解并且重新布线；C、当对所有违约线网的层分配完成后，将所有通孔数大于线网的平均通孔数的线网进行拆网并重新布线；如果重新布线对线网的通孔数有优化效果或者对于线网的slew违规数有优化效果，则保留重新布线的方案，否则恢复原有布线方案。4.根据权利要求1所述的一种同时考虑slew和通孔数优化的层分配方法，其特征在于，所述步骤S3具体实现方式为：在后期优化阶段，按照排序策略对所有线网进行排序，之后再按照排序顺序对线网进行逐网拆线并且重新布线；若重新布线之后，线网的通孔数量增多或者线网的slew违规数增多，则恢复该线网拆线前的层分配方案；若重新布线之后线网的通孔数量减少并且线网的slew违规数减少，则保留该线网重新布线之后的层分配方案；后期优化阶段所有线网始终满足线路拥塞约束；在这个阶段，对每个线网进行重新分配，但是目标函数对于拥塞...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘耿耿，江列湫，郭文忠，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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