【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子芯片自动化设计领域，具体涉及一种针对可重用硅中介层的2.5d系统设计方法。
技术介绍
1、摩尔定律的放缓使得业界需要利用先进的封装技术来维持芯片性能的持续提升。与将片上系统制造在单个大面积的裸片(die)上的传统方法不同，2.5d(2.5维)封装技术将裸片拆分为多个小面积的芯粒(chiplet)单独生产，并将它们安装在一块更大硅中介层上，组成2.5d系统。硅中介层在作为封装载体的同时，也为上方的芯粒提供电源、时钟、外部输入输出以及芯粒间数据传输信号。根据硅中介层能否在不同的系统中通用，硅中介层可分为可重用硅中介层与定制硅中介层。
2、现有的2.5d系统设计方法针对的是基于定制硅中介层的2.5d系统。需要根据系统的电源、时钟、外部输入输出以及芯粒间数据传输的需求，对微凸块(microbump)、硅通孔(tsv)、芯粒间互联网络等部件进行定制化设计。
3、在可重用硅中介层中，微凸块、硅通孔、芯粒间互联网络等部件已经被提前制造，在封装过程中需要按照可重用硅中介层的规范进行装配，因此现有的针对定制硅中介层的2.5d系统设计方法并不适用于可重用硅中介层。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决上述传统设计流程不适用于可重用硅中介层的问题，提出了一种针对可重用硅中介层的2.5d系统设计方法。具体来说，本专利技术提出了一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计方法，其中包括：
2、芯粒选择步骤，通过对应用中所有任务在芯粒库中的可运行芯粒集合求
3、拓扑生成步骤，根据该应用和约束，生成该候选芯粒集合中芯粒间互联网络拓扑；
4、芯粒布局步骤，包括热量优化阶段和整体优化阶段；该热量优化阶段根据该互联网络拓扑构建满足预设系统温度指标的中间芯粒布局，该整体优化阶段根据预设性能指标对该中间芯粒布局进行优化，得到最终芯粒布局；
5、布局映射步骤，获取芯片中可重用硅中介层的可配置芯粒间互联网络，将最终芯粒布局映射至芯片中可重用硅中介层的可配置组件，得到用于执行该应用的2.5d芯片。
6、所述的一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计方法，其中该芯粒选择步骤包括：
7、该应用以图形式描述，包含顶点集合t与边集合d；顶点ti∈t表示任务，边di,j∈d表示任务tj依赖于ti；
8、芯粒选择基于0-1规划，在满足下述约束b)～q)的情况下，令a)式最小。a)式是优化目标，最小化芯粒总功耗p，应用完成时间ft，芯粒总面积a与芯粒总成本co的加权和，式中kp、kft、ka、kco为用户输入的优化目标权重；
9、b)式使得每个任务ti被映射到唯一的可运行芯粒上，其中si,m为1表明任务ti被映射到芯粒cm上；c)式使得当且仅当si,m和sj,n均为1时，辅助变量bi,j,m,n才为1；d)式确保分配在各芯粒cm上的所有任务使用的输入带宽和不超过任意该芯粒所能提供的总输入带宽bim，其中wti,j表示任务ti向tj发送数据的速率；e)式确保分配在各芯粒cm上的所有任务使用的输出带宽和不超过芯粒所能提供的总输出带宽bom；f)式确保分配在某各芯粒cm上的所有任务使用的资源和不超过该芯粒所能提供的总资源rm，其中ri,m为任务ti运行在芯粒cm上消耗的资源；g)式确保任务tj在它所依赖的所有任务完成之后才能开始，如果ti与它所依赖的任务分配在不同的芯粒上，还要将芯粒间的通信时间开销l计算在内，ftj为任务tj的结束时间，etj,m为任务tj在芯粒cm上的运行时间；h)式表明应用的完成时间ft为所有任务的最晚完成时间；i)式中辅助变量um为1表明cm被使用，此时至少1个任务被映射到芯粒cm上；j)式为计算所有被使用的芯粒的功耗和；k)式为计算所有被使用的芯粒的面积和；l)式为计算所有被使用的芯粒的成本和；m)为芯粒总功耗约束，pth为用户输入的功耗最大值；n)式为应用完成时间约束，ftth为用户输入的完成时间最大值；o)式为芯粒总面积约束，ath为用户输入的面积最大值；p)式为芯粒总成本约束，coth为用户输入的成本最大值；q)式为对变量的0-1类型约束；
10、a)kp·p+kft·ft+ka·a+kco·co
11、b)
12、c)
13、d)
14、e)
15、f)
16、g)
17、h)
18、i)
19、j)
20、k)
21、l)
22、m)p≤pth
23、n)ft≤ftth
24、o)a≤ath
25、p)co≤coth
26、q)
27、通过求解上述式子，选择um为1的芯粒并通过si,m为1的项获取ti所在的芯粒，得到该候选芯粒集合。
28、所述的一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计方法，其中该拓扑生成步骤包括：
29、根据该应用中节点间关系，基于该候选芯粒集合生成通信关系图，芯粒拥有多个作为应用图中顶点的网络接口，该通信关系图中节点为该网络接口，连接节点的边代表通信关系，其权重为通信的速率；
30、在拓扑生成的一次迭代中，将该通信关系图划分为k-最小割，并将在处于同一个划分的连接到同一个路由器上；在拓扑生成过程中不断增大k，直到满足路由器端口数量和链路带宽约束条件，得到该芯粒间互联网络拓扑；
31、所述的一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计方法，其中该芯粒布局步骤包括：
32、根据该互联网络拓扑生成初始芯粒布局作为当前布局，该初始芯粒布局中芯粒不重叠地放置在该可重用硅中介层的边界内；在每次循环中都会对当前芯粒布局施加扰动，产生新布局，根据该新布局的系统温度te、芯粒间互联网络功耗p'、芯粒间互联网络延迟l，对新布局计算能量函数值e；热量优化阶段整体优化阶段为：tenorm、p'norm、lnorm为在生成初始芯粒布局后，多次生成新布局得到的te、p'、l的平均值；kp'、kl、kte为用户输入的优化目标权重；teth为用户输入的系统温度最大值；
33、如果新布局的能量函数值e比当前布局的能量函数值更小，那么新布局被接受作为当前布局；否则，以概率接受新布局作为当前布局，其中k为不断降低的模拟退火温度，如此循环多次，直到k降低到用户设定的阈值，保存当前布局作为该最终芯粒布局。
34、本专利技术还提出了一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计系统，其中包括：
35、芯粒选择模块，用于通过对应用中所有任务在芯粒库中的可运行芯粒集合求并集，得到候选芯粒集合；
36、拓扑生成模块，用于根据该应用和约束，生成该候选芯粒集合中芯粒间互联网络拓扑；
37、芯粒布局模块，包括热量优化模块和整体优化模块；该热量优化模块根据该互联网络拓扑构建满足预设系统温度指标的中间芯粒布局，该整本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计方法，其特征在于，该芯粒选择步骤包括：
3.如权利要求1所述的一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计方法，其特征在于，该拓扑生成步骤包括：
4.如权利要求1所述的一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计方法，其特征在于，该芯粒布局步骤包括：
5.一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计系统，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计系统，其特征在于，该芯粒选择模块包括：
7.如权利要求5所述的一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计系统，其特征在于，该拓扑生成模块包括：
8.如权利要求5所述的一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计系统，其特征在于，该芯粒布局模块包括：
9.一种存储介质，用于存储执行如权利要求1到4所述任意一种基于可重用硅中介层的2.5D芯片设计方法的程序。
10.一种客户端，用于权利
...【技术特征摘要】
1.一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计方法，其特征在于，该芯粒选择步骤包括：
3.如权利要求1所述的一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计方法，其特征在于，该拓扑生成步骤包括：
4.如权利要求1所述的一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计方法，其特征在于，该芯粒布局步骤包括：
5.一种基于可重用硅中介层的2.5d芯片设计系统，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李福平，王颖，李华伟，韩银和，李晓维，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。