一种slew约束下基于通孔柱和非默认规则线的层分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种slew约束下基于通孔柱和非默认规则线的层分配方法，分为四个阶段：预分配阶段，消除边容量溢出阶段，规避网格单元面积溢出阶段，多精练阶段。在预分配阶段，致力于获得具有较理想的时延指标的三维布线方案；在消除边容量溢出阶段，采用资源感知策略中的轨道感知方法以全面消除所有导线溢出；在规避网格单元面积溢出阶段，在保证边容量溢出为0的情况下，使用资源感知策略的面积感知方法进一步减少网格单元面积溢出；在多精炼阶段，对已得到的线网在不恶化溢出的情况下进一步优化布线方案的时序性能。步优化布线方案的时序性能。步优化布线方案的时序性能。

【技术实现步骤摘要】
一种slew约束下基于通孔柱和非默认规则线的层分配方法


[0001]本专利技术属于计算机辅助设计
，具体涉及一种基于通孔柱和非默认规则线的层分配方法。

技术介绍

[0002]层分配在溢出最小化上已经展开了许多研究。现有技术提出了总体布线的通孔容量拥塞评估方法、考虑通孔容量的启发式层分配算法，基于协商的思想设计了致力于通孔溢出最小化的层分配算法，以及一种感知大小变化的通孔对拥塞影响的模型。
[0003]随着超大规模集成电路的快速发展，时延成为了评价芯片时序特性的重要因素，其对芯片的性能具有重要影响。在多层布线模型下，现有技术提出了多种时延优化的方法，但其未考虑非默认规则线这一先进制造工艺。基于此，提出了考虑非默认规则线和耦合效应的时延驱动层分配算法，但其仍有较大时延优化空间。在引入非默认规则线的同时，从多个角度考虑了拥塞情况，进一步优化时延。但所研究的时延优化层分配工作都致力于优化导线时延，对于通孔时延的优化并没有提出针对性的优化策略。首次在层分配阶段引入通孔柱以优化时延。
[0004]此外，slew违规也是影响时序收敛的重要因素。为了保证信号完整度以及避免信号失真，已有布线器围绕减少slew违规展开。通过引入缓冲器减少slew违规数，进而优化时序特性，但缓冲器无疑占据了并不富裕的布线资源。通过智能地回收越过IP块的布线资源以改善slew违规，将slew约束引入到布线树的构建问题。一种基于整数线性规划的增量层分配算法，旨在减少slew违规。
[0005]虽然现有文献分别在其他层分配算法的基础上分别对通孔尺寸对拥塞的影响，时延优化以及slew违规优化提出了针对性算法，但它们都考虑得不够完善，具体地说，未能考虑非默认规则线和通孔柱对拥塞的影响，并且也未考虑时序优化目标；只致力于优化时延，忽视了slew违规；未利用非默认规则线和通孔柱技术来优化slew违规，以致未能获得一个理想的布线结果。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种slew约束下基于通孔柱和非默认规则线的层分配方法，分为四个阶段：预分配阶段，消除边容量溢出阶段，规避网格单元面积溢出阶段，多精练阶段。在预分配阶段，致力于获得具有较理想的时延指标的三维布线方案；在消除边容量溢出阶段，采用资源感知策略中的轨道感知方法以全面消除所有导线溢出；在规避网格单元面积溢出阶段，在保证边容量溢出为0的情况下，使用资源感知策略的面积感知方法进一步减少网格单元面积溢出；在多精炼阶段，对已得到的线网在不恶化溢出的情况下进一步优化布线方案的时序性能。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：
[0008]步骤1：定义目标函数：
[0009][0010]其中，cost(n)代表线网的总代价，delay(n),via(n),cong(s),sv(n),l(n)分别代表时延代价、通孔代价、拥塞代价、slew违规代价、偏离代价；α，β，γ，λ，δ分别是时延权重、通孔权重、拥塞权重、slew违规权重、偏离权重；
[0011]步骤2：预分配阶段；
[0012]设置时延权重、通孔权重、拥塞权重、slew违规权重、偏离权重的初值；
[0013]步骤3：消除和规避溢出阶段；
[0014]如果被使用的轨道数量超过网格边容量，则判定发生了边容量溢出；如果网格单元中被导线、通孔以及障碍物所占据的面积大于网格单元自身面积，则判定发生了网格单元面积溢出；经过发生边容量溢出的网格边或者经过发生网格单元面积溢出的网格边的线网被定义为非法线网。具体的计算公式如下：
[0015][0016][0017]其中，公式(2)为计算网格单元溢出的方法，of(g),dc(g),tc(g)分别代表网格单元溢出数、网格单元被占据面积、网格单元总面积；公式(3)为计算边容量溢出的公式，of(e),dc(e),tc(e)分别代表边溢出数、边容量、被使用容量；
[0018]在消除边容量溢出阶段，采用资源感知策略中的轨道感知方法以全面消除所有导线溢出；
[0019]在规避网格单元面积溢出阶段，在保证边容量溢出为0的情况下，使用资源感知策略的面积感知方法进一步减少网格单元面积溢出；
[0020]在消除边容量溢出阶段和规避网格单元面积溢出阶段，时延权重、通孔权重、拥塞权重、slew违规权重、偏离权重分别设为0.1，1，1，0.1，1；
[0021]步骤4：多精炼阶段；
[0022]对已得到的线网在不恶化溢出的情况下，对可优化线网进行多次拆线重绕，并在这一过程中不断调整目标函数的时延权重和slew违规权重，以获得一个层分配结果；此外，增大时序关键线网的通孔权重；
[0023]采用多精炼策略，通过多次拆线重绕达到优化时延和slew的目的；
[0024]设置精炼次数阈值和可优化的候选线网集合，以避免该策略牺牲过多的运行时间来优化时序性能；在达到精炼次数阈值或者可优化的候选线网集合为空时，结束多精炼策略；在每次拆线重绕时增大时延权重和slew权重，使得单线网层分配更容易选中具有更小时延和slew的层分配方案；记录原线网的时延和slew违规数，以便与拆线重绕后的网格比较；拆除原线网并重新布线；比较两个线网的优劣，选择时序性能更理想的线网作为最终布线方案；如果原线网布线性能更好，说明其已基本没有继续优化空间，则将其移出可选线网集合。
[0025]最终将时延权重、通孔权重、拥塞权重、slew违规权重、偏离权重分别设为0.1，1，
1，0.1，20；
[0026]步骤5：slew分级策略；
[0027]根据信号接收器slew值对线网进行分级，将各级别线网限制在梯队的金属层；非时序关键线网被限制在低梯队金属层；
[0028]步骤5
‑
1：首先计算线网slew平均值，计算方法如下：
[0029][0030]其中，avslew,P,slew
p
分别代表线网slew平均值、线网中信号接收器集合、信号接收器p的slew值；
[0031]步骤5
‑
2：根据线网slew平均值avslew、slew约束值reslew以及金属层结构，将线网分为四级，具体的划分方法如下：
[0032](1)当线网slew平均值avslew满足0.00<avslew<＝0.35*reslew时，该线网被定义为一级线网，能分配至第一梯队布线层；
[0033](2)当线网slew平均值avslew满足0.35*reslew<avslew<＝1.00*reslew，该线网被定义为二级线网，能分配至第二梯队布线层；
[0034](3)当线网slew平均值avslew满足1.00*reslew<avslew<＝4.00*reslew，该线网被定义为三级线网，能分配至第三梯队布线层；
[0035](4)当线网sle本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种slew约束下基于通孔柱和非默认规则线的层分配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：定义目标函数：其中，cost(n)代表线网的总代价，delay(n),via(n),cong(s),sv(n),l(n)分别代表时延代价、通孔代价、拥塞代价、slew违规代价、偏离代价；α，β，γ，λ，δ分别是时延权重、通孔权重、拥塞权重、slew违规权重、偏离权重；步骤2：预分配阶段；设置时延权重、通孔权重、拥塞权重、slew违规权重、偏离权重的初值；步骤3：消除和规避溢出阶段；如果被使用的轨道数量超过网格边容量，则判定发生了边容量溢出；如果网格单元中被导线、通孔以及障碍物所占据的面积大于网格单元自身面积，则判定发生了网格单元面积溢出；经过发生边容量溢出的网格边或者经过发生网格单元面积溢出的网格边的线网被定义为非法线网；具体的计算公式如下：定义为非法线网；具体的计算公式如下：其中，公式(2)为计算网格单元溢出的方法，of(g),dc(g),tc(g)分别代表网格单元溢出数、网格单元被占据面积、网格单元总面积；公式(3)为计算边容量溢出的公式，of(e),dc(e),tc(e)分别代表边溢出数、边容量、被使用容量；在消除边容量溢出阶段，采用资源感知策略中的轨道感知方法以全面消除所有导线溢出；在规避网格单元面积溢出阶段，在保证边容量溢出为0的情况下，使用资源感知策略的面积感知方法进一步减少网格单元面积溢出；在消除边容量溢出阶段和规避网格单元面积溢出阶段，时延权重、通孔权重、拥塞权重、slew违规权重、偏离权重分别设为0.1，1，1，0.1，1；步骤4：多精炼阶段；对已得到的线网在不恶化溢出的情况下，对可优化线网进行多次拆线重绕，并在这一过程中不断调整目标函数的时延权重和slew违规权重，以获得一个层分配结果；此外，增大时序关键线网的通孔权重；采用多精炼策略，通过多次拆线重绕达到优化时延和slew的目的；设置精炼次数阈值和可优化的候选线网集合，以避免该策略牺牲过多的运行时间来优化时序性能；在达到精炼次数阈值或者可优化的候选线网集合为空时，结束多精炼策略；在每次拆线重绕时增大时延权重和slew权重，使得单线网层分配更容易选中具有更小时延和slew的层分配方案；记录原线网的时延和slew违规数，以便与拆线重绕后的网格比较；拆除原线网并重新布线；比较两个线网的优劣，选择时序性能更理想的线网作为最终布线方案；
如果原线网布线性能更好，说明其已基本没有继续优化空间，则将其移出可选线网集合；最终将时延权重、通孔权重、拥塞权重、slew违规权重、偏离权重分别设为0.1，1，1，0.1，20；步骤5：slew分级策略；根据信号接收器slew值对线网进行分级，将各级别线网限制在梯队的金属层；非时序关键线网被限制在低梯队金属层；步骤5
‑
1：首先计算线网slew平均值，计算方法如下：其中，avslew,P,slew
p
分别代表线网slew平均值、线网中信号接收器集合、信号接收器p的slew值；步骤5
‑
2：根据线网slew平均值avslew、slew约束值reslew以及金属层结构，将线网分为四级，具体的划分方法如下：(1)当线网slew平均值avslew满足0.00<avslew<＝0.35*reslew时，该线网被定义为一级线网，能分配至第一梯队布线层；(2)当线网slew平均值avslew满足0.35*reslew<avslew<＝1.00*reslew，该线网被定义为二级线网，能分配至第二梯队布线层；(3)当线网slew平均值av...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兴，於志文，郭斌，刘耿耿，江列湫，何宗易，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：