超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线的方法及设备技术

本申请公开了一种超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线的方法及设备

【技术实现步骤摘要】
超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线的方法及设备


[0001]本申请一般涉及电子设计自动化

。
更具体地，本申请涉及一种用于对超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线的方法
、
设备和计算机可读存储介质
。

技术介绍

[0002]在后摩尔时代，如何实现计算机系统性能及能效的持续提升尚未可知，超导
、
量子
、
神经形态
、
近似和随机计算等新兴技术都有希望解决这一挑战
。
在这些候选者中，基于约瑟夫森结
(Josephson Junction
，“JJ”)
的超导单磁通量子
(Single Flux Quantum
，“SFQ”)
电路是一个很有前途的解决方案，它可以提供超快的开关速度
(
～
1ps)
和超低的开关能量
(
～
10
‑
19
J/bit)
，比半导体晶体管小六个数量级
。
已有研究表明，基于超导快速单磁通量子
(Rapid Single Flux Quantum
，“RSFQ”)
的
T
触发器可以在
4.2K
下以高达
770GHz
的频率运行，使用这种技术，可以将时钟频率提高几个数量级，从而大大提高机器的性能
。
[0003]随着超导制造工艺的进步，超导电路的集成度也在逐渐增加
。
对于大规模超导集成电路，手动设计越来越难以为继，急需电子设计自动化
(Electronic Design Automation
，“EDA”)
工具的支持
。
由于超导电路本身的一些特性，如门级流水
、
路径平衡
、
驱动能力弱等，使得成熟的半导体集成电路的
EDA
工具无法直接用于超导
RSFQ
电路的设计
。
在整个
EDA
流程中，布线阶段由于复杂度高，耗时长等特点，成为设计自动化的一个关键环节
。
超导
RSFQ
电路布线输入为布局完成后的门级网表，输出为所有信号都由互连线正常连通且满足时序约束的电路，在布局完成之后布线区域的高度就已经确定，于是超导
RSFQ
电路的优化目标为最小化布线区域的宽度
。
其中，根据采用的互连线的不同，超导
RSFQ
电路布线算法可分为两类，即约瑟夫森传输线
(Josephson Transmission Line
，“JTL”)
布线算法和无源传输线
(Passive Transmission Line
，“PTL”)
布线算法，而
PTL
是无源器件且能够以三分之一光速传播
SFQ
脉冲，由此成为目前广泛使用的布线单元
。
然而，在完成通道布线阶段后，为了满足线长匹配约束，超导
RSFQ
电路中的每对
PTL
连接都需要插入指定的
PTL
拓展长度，因此如何在满足线长匹配的条件下充分利用布线资源是需要解决的技术问题
。
[0004]有鉴于此，亟需提供一种用于对超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线的方案，以便在满足线长匹配的条件下充分利用布线资源
。

技术实现思路

[0005]为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本申请在多个方面中提出了用于对超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线的方案
。
[0006]在第一方面中，本申请提供一种用于对超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线的方法，包括：获取待进行线长匹配布线的超导快速单磁通量子电路的布线网络；根据所述布线网络生成分离器树；基于所述分离器树对所述布线网络中的初始无源传输线进行高低级别划分并进行优先级排序；以及利用最大流模型在所述布线网络内按照优先级高的低级别初始无源传输线至优先级低的高级别初始无源传输线依次拓展无源传输线长度，以对
所述超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线
。
[0007]在一个实施例中，其中基于所述分离器树对所述布线网络中的初始无源传输线进行高低级别划分并进行优先级排序包括：基于所述分离器树的高度由低至高将所述布线网络中的初始无源传输线划分为低级别初始无源传输线和高级别初始无源传输线；以及将所述低级别初始无源传输线至所述高级别初始无源传输线按照优先级由高至低进行优先级排序
。
[0008]在另一个实施例中，所述方法还包括：确定所述布线网络中的可用布线区域和线长限制长度；以及利用所述最大流模型在所述可用布线区域和所述线长限制长度内按照优先级高的低级别初始无源传输线至优先级低的高级别初始无源传输线依次拓展目标长度，以对所述超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线
。
[0009]在另一个实施例中，其中利用所述最大流模型在所述可用布线区域和所述线长限制长度内按照优先级高的低级别初始无源传输线至优先级低的高级别初始无源传输线依次拓展目标长度包括：利用所述最大流模型在所述可用布线区域和所述线长限制长度内优先对优先级高的低级别初始无源传输线拓展第一目标长度；以及利用所述最大流模型在所述可用布线区域和所述线长限制长度内对优先级低的高级别初始无源传输线拓展第二目标长度
。
[0010]在另一个实施例中，其中所述第一目标长度为所述优先级高的低级别初始无源传输线的线长限制长度，所述第二目标长度为所述优先级低的高级别初始无源传输线的线长限制长度减去所述第一目标长度
。
[0011]在另一个实施例中，所述方法还包括：响应于所述优先级高的低级别初始无源传输线或所述优先级低的高级别初始无源传输线为所述分离器树的叶子节点的连接边，所述优先级高的低级别初始无源传输线或所述优先级低的高级别初始无源传输线各自的线长限制长度为所述分离器树的叶子节点处的线长限制长度；或者响应于所述优先级高的低级别初始无源传输线或所述优先级低的高级别初始无源传输线为所述分离器树的非叶子节点的连接边，所述优先级高的低级别初始无源传输线或所述优先级低的高级别初始无源传输线各自的线长限制长度为所述分离器树的非叶子节点的子节点处线长限制长度的最小值
。
[0012]在另一个实施例中，所述方法还包括以下方式确定所述可用布线区域：将所述布线网络内未被初始无源传输线占用的区域均确定为所述可用布线区域；或者将所述布线网络内未被初始无源传输线占用的最大面积区域确定为所述可用布线区域
。
[0013]在另一个实施例中，其中垂直初始无源传输线的可用布线区域的高度为偶数，水平初始无源传输线的可用布线区域的宽度为偶数
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于对超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线的方法，包括：获取待进行线长匹配布线的超导快速单磁通量子电路的布线网络；根据所述布线网络生成分离器树；基于所述分离器树对所述布线网络中的初始无源传输线进行高低级别划分并进行优先级排序；以及利用最大流模型在所述布线网络内按照优先级高的低级别初始无源传输线至优先级低的高级别初始无源传输线依次拓展无源传输线长度，以对所述超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中基于所述分离器树对所述布线网络中的初始无源传输线进行高低级别划分并进行优先级排序包括：基于所述分离器树的高度由低至高将所述布线网络中的初始无源传输线划分为低级别初始无源传输线和高级别初始无源传输线；以及将所述低级别初始无源传输线至所述高级别初始无源传输线按照优先级由高至低进行优先级排序
。3.
根据权利要求1所述的方法，还包括：确定所述布线网络中的可用布线区域和线长限制长度；以及利用所述最大流模型在所述可用布线区域和所述线长限制长度内按照优先级高的低级别初始无源传输线至优先级低的高级别初始无源传输线依次拓展目标长度，以对所述超导快速单磁通量子电路进行线长匹配布线
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中利用所述最大流模型在所述可用布线区域和所述线长限制长度内按照优先级高的低级别初始无源传输线至优先级低的高级别初始无源传输线依次拓展目标长度包括：利用所述最大流模型在所述可用布线区域和所述线长限制长度内优先对优先级高的低级别初始无源传输线拓展第一目标长度；以及利用所述最大流模型在所述可用布线区域和所述线长限制长度内对优先级低的高级别初始无源传输线拓展第二目标长度
。5.
根据权利要求4所述的方法，其中所述第一目标长度为所述优先级高的低级别初始无源传输线的线长限制长度，所述第二目标长度为所述优先级低的高级别初始无源传输线的线长限制长度减去所述第一目标长度
。6.
根据权利要求5所述的方法，还包括：响应于所述优先级高的低级别初始无...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈信达，黄俊英，
申请(专利权)人：上海处理器技术创新中心，
类型：发明
国别省市：