基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法技术

本发明专利技术公开基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，属于计算、推算或计数的技术领域。该方法对线网进行网格划分，将线网映射到网格图上；使用FLUTE构造并分解得到所有的多引脚线网的直角斯坦纳最小树，将所有多端点的连线分解为二端点的连线，通过模式布线得到初始布线结果；对每组多端点线网，基于初始布线结果，将所有关联到的多实例化分块分为重要和不重要两类，将不重要分块内部的线路拆去，使用A

【技术实现步骤摘要】
基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法


[0001]本专利技术涉及集成电路布局布线的技术，具体公开基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，属于计算、推算或计数的


技术介绍

[0002]在超大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit，VLSI)的设计中，布线的目的是在芯片的规定布线区域中实现芯片内各个模块之间的物理连接。布线的好坏会直接影响整个芯片的性能，优秀的布线算法能够在较短的时间内实现高质量的布线结果，对缩短芯片设计周期和减少研发成本有极大的帮助。
[0003]随着集成电路产业的不断发展，芯片的功能复杂度和集成度也不断增加，这使得对庞大的单个芯片进行整体设计的成本也相应提高。目前广泛采用的解决方案是使用模块化设计的方案，将一个庞大的电路设计分割成许多个小尺寸的分块，分别设计实现各个小分块的功能。由于每个分块都可以实现相应的功能，可以将能实现特定功能的分块设计作为模板保存，并在需要的地方加以运用，多实例化分块的概念由此应运而生，并在如今的VLSI设计中被广泛应用。
[0004]在VLSI设计过程中，虽然每个分块都是单独进行设计的，但不同的分块之间仍会不可避免地存在一些连接，此时需要在顶层进行总体布线。布线的结果会连接需要连接的分块，并可能会穿过多个分块。此时，多实例化分块的存在会给布线算法带来极大的挑战。由于存在许多相同模板的分块，布线结果中穿过的多实例化分块会自动将路径同步到其它使用相同模板的分块中，造成大量路径冗余，并最终可能导致布线资源拥塞甚至短路。目前，绝大部分的算法为了避免产生上述问题，都将多实例化分块视作障碍，尽可能地避免在多实例分块内部布线，这种做法虽然可以最大程度地避免路径冗余的情况发生，但在分块数量繁多的VLSI中，布线空间十分狭隘，布线自由度受到很大程度制约，同时也对分块的布局提出了较高的要求。因此，亟需一种针对多实例化分块进行高效布线的算法以优化多实例分块顶层布线技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的是针对上述
技术介绍
的不足，提供基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，通过对分块进行选择性的功能化设计，在给出媲美行业先进水平的布线解的同时做到在分块内部布线，解决现有布线算法受到电路布局的较大制约以及在狭窄的布线空间中容易发生拥塞和短路的技术问题。
[0006]本专利技术为实现上述专利技术目的采用如下技术方案：
[0007]基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，包括步骤S1至步骤S7。
[0008]S1，基于总体布线空间初始化布线网格并映射信息，对于给定的电路设计，首先基于总体布线空间构建布线网格，一般在总体布线空间的平面上，用等间距的水平与竖直的直线将布线空间划分为正方形的网格，将布线空间中所有需要进行布线的端点、多实例化
分块的顶点与边界以及障碍映射到相应的布线网格中，同时在映射信息后的布线网格中重新定义多实例化分块，将每个分块所属的类别定义到该分块所属的网格区域，并加入同步规则至各分块所属的网格区域，同步规则用于在布线过程中时刻保持同一类别的分块内部线网的一致性。
[0009]S2，基于斯坦纳树算法和模式布线获取各多端点线网的初步布线解，在布线网格初始化完成后，利用FLUTE分别构建出所有多端点线网的直角斯坦纳最小树，并将每个多端点线网分解为多个二端点线网，对每个二端点的线网，使用L型模式布线来进行快速布线：对于当前多端点线网中任意的二端点线网，仅搜索上L型与下L型两种路径方案，并选择穿过多实例化分块较少的路径作为二端点网络的初步布线解，各二端点网络的初步布线解组成当前多端点线网的初步布线解。
[0010]S3，对当前多端点线网的初步布线解穿越的所有多实例化分块进行分类，在S2中构建的初步布线解的基础上，选择单独一组多端点线网，找出该多端点线网的初步布线解所代表的布线路径穿越的所有多实例化分块对应的模板，并统计每种模板各有多少分块被路径穿越，将穿越分块数量较少的模板标记为非重要模板，并认定其没有内部布线的必要；其余的模板则标记为重要模板，并认定其需要进行内部布线操作，穿越分块数量的具体阈值数量可以根据布线规模大小灵活调整。
[0011]S4，根据步骤S3对多实例化分块的分类结果对当前多端点线网中的各二端点线网重新布线，在将分块模板进行分类后，找出初步布线解代表的布线路径经过的所有属于非重要模板的分块内部的二端点线网，对找到的二端点线网已经布好的路径进行拆除，并对所有拆线后的二端点线网进行重新布线：选择一组拆除布线路径的二端点线网，将除了属于重要模板的分块之外的所有分块定义为障碍，使用A
‑
Star算法对该二端点线网进行绕障布线，重复该布线步骤直至遍历完所有拆除布线路径的二端点线网。各二端点网络重新布线后的路径组成当前多端点网络的重新布线路径。
[0012]S5，对当前多端点网络的重新布线路径所穿越的重要模板进行功能化内部布线设计，经过拆线重布后，对所有被重新布线的路径穿越的属于重要模板的分块进行内部布线：选取其中属于同一种重要模板的分块，将使用同一模板的所有分块放在一起，分析此重要模板在该多端点线网布线中应该实现的功能，并根据实现的功能对属于此重要模板的分块进行内部布线，得到属于此重要模板的分块的功能化内部布线路径：对于内部包含需要连接的端点的分块，找出其需要连接的分块边界，在需要连接的分块边界的中点上放置连接点，并连接需要连接的分块边界上的所有连接点与内部端点；对于内部不含端点的分块，找出需要连接的分块边界，在需要连接的分块边界的中点上放置连接点，连接需要连接的分块边界上的所有连接点，重复该步骤直至遍历完所有重要模板。
[0013]S6，根据重要模板功能化内部布线路径修正步骤S4获取的当前多端点网络的重新布线路径，得到当前多端点网线的最终布线路径，对所有属于重要模板的分块进行功能化内部布线后，修改S4中给出的布线解：删去S4给出的布线路径中所有穿越属于重要模板分块的部分，将经过功能化内部布线的模板同步到所有对应的多实例化分块中，对分块外的路径进行简单地修改，使分块内外的路径相连，得到该多端点线网的最终布线解。
[0014]S7：重复步骤S3
‑
S6，直至遍历完所有的多端点线网，得到最终的总体布线解。
[0015]本专利技术采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0016](1)本专利技术提出的顶层布线技术是基于斯坦纳树算法实现的，继承了斯坦纳树算法高效、高质量解的优点，通过在斯坦纳树算法给出的布线解的基础上拆除非重要模板分块内部端点线网并对重要模板分块内部端点线网重新布线的方式，对布线解进行优化，做到在较少的运行时间内得到可媲美行业先进水平的高质量总体布线解。
[0017](2)本专利技术提出的顶层布线技术填补了顶层布线算法无法进入多实例化分块内部布线的技术空白，采用本专利技术提出的多实例化分块顶层布线技术进行顶层布线时，通过在斯坦纳树算法给出的解的基础上对分块进行分类，并根据分块的功能设计其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，基于总体布线空间初始化布线网格并映射信息；步骤二，基于斯坦纳树算法和模式布线获取各多端点线网的初步布线解；步骤三，对当前多端点线网的初步布线解穿越的所有多实例化分块进行分类；步骤四，根据步骤三对多实例化分块的分类结果对当前多端点线网中的各二端点线网重新布线；步骤五：对当前多端点网络的重新布线路径所穿越的重要模板进行功能化内部布线设计；步骤六：根据重要模板功能化内部布线路径修正当前多端点网络的重新布线路径，获取当前多端点网络的最终布线路径；步骤七，重复步骤三至步骤六，直至遍历所有的多端点线网，获取最终的总体布线解。2.根据权利要求1所述基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，其特征在于，所述步骤一基于总体布线空间初始化布线网格并映射信息的具体方法为：在总体布线空间划分水平线和竖直线等间距的布线网格，将总体布线空间中的所有待布线端点、多实例化分块的顶点与边界以及障碍的边界映射到的布线网格中，将当前多实例化分块的模板信息及同步规则定义到当前多实例化分块所属的网格区域。3.根据权利要求2所述基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，其特征在于，所述步骤二基于斯坦纳树算法和模式布线获取各多端点线网的初步布线解的具体方法为：利用FLUTE构建当前多端点线网的直角斯坦纳最小树，将直角斯坦纳最小树分解为至少一个二端点线网，对每个二端点线网进行L型模式布线以获取当前多端点线网的初步布线解。4.根据权利要求3所述基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，其特征在于，所述对每个二端点线网进行L型模式布线以获取当前多端点线网的初步布线解的具体方法为：搜索当前二端点线网上L型路径与下L型路径，选择穿过多实例化分块少的路径为当前二端点线网的初步布线解，各二端点线网的初步布线解组成当前多端点线网的初步布线解。5.根据权利要求4所述基于斯坦纳树算法的多实例化分块顶层布线方法，其特征在于，所述步骤三对当前多端点线网的初步布线解穿越的所有多实例化分块进行分类的具体方法为：统计当前多端点线网的初步布线解穿越的分块数量和模板信息，在穿越分块数量低于阈值数量时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨航，陈骏原，蔡志匡，王子轩，肖建，郭宇锋，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：