基于网块的快速多层布线方法技术

本发明专利技术公开一种基于网块的快速多层布线方法，主要是为了提高集成电路多层布线的效率而设计。本发明专利技术，首先，根据读入的布线区域内的障碍信息建立并规范障碍列表，扩展障碍列表中各障碍的边界，从而构造出三维不均匀网格阵列，并标记出布线起始点和终止点；然后，设置三维不均匀网格阵列的允许扩展方向，将具有相同扩展方向的网格合并为一个一个矩形，称为“网块”；最后，采用Ａ＊算法对在由网块构成的三维不均匀网格阵列上搜索出最短布线路径。本发明专利技术能够有效的提高集成电路多层布线的效率，且本发明专利技术的方法程序实现较为简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超大规模集成电路物理设计
，尤其涉及一种基于网块的 集成电路多层布线方法。
技术介绍
集成电路制造工艺已经可以支持多层互连线结构的芯片制造，各层互连线由金属 实现，层之间的连接通过通孔工艺实现。相应的集成电路设计及电子设计自动化(EDA)工 具需要支持多层互连结构的版图设计。目前的多层详细布线大都采用无网格布线模式来提 高布线效率，相对有网格模式速度有了很大的提升，但随着集成电路规模的不断增大，布线 效率仍然需要进一步提高。集成电路布线根据布线区域的表示以及走线位置是否受限制分为两类模型有网 格布线模型和无网格布线模型。无网格布线相对于有网格布线处理变线宽更加方便，并且 布线速度更快。目前基于无网格模型的布线算法主要有以下两类基于隐式连接图的布线方法。在布线开始前，将每个障碍按照“线宽/2+线间距” 的距离进行扩展，然后延长障碍的扩展边界直到遇到下一个障碍。把各个延长线的交点表 示为结点，则整个版图形成了一个图。因为结点并没有在计算机中显示地构造出来，而是通 过保存横向延长线和纵向延长线的坐标间接表示结点的，所以是一种隐式的连接图。然后 采用某种方法寻找最短路径，如图1所示。基于网块的布线方法。该方法将整个布线区域划分为一个个矩形区域，称为“网 块”，一个网块为一个障碍网块，或者空白网块。障碍网块是不能走线的区域，空白网块是可 以走线的区域，并采用角勾链数据结构对网块进行管理。然后采用某种方法寻找一条由空 白网块连成的路径，如图2所示。基于隐式连接图的无网格布线方法通过将无网格布线环境转化为一个隐式连接 图，可以直接调用传统的布线算法进行布线，直观易行且数据表示和维护简单。但是当障碍 数目较多时，障碍边界扩展得到的横向延长线和纵向延长线也会较多，导致搜索速度变慢。 在极端情况下，延长线之间的间距甚至小于有网格布线中的一个网格大小时，效率会低于 有网格的效率。此外，因为延长线交点并没有实际构造出来，因此在搜索时检查该交点是否 可扩展这个操作无法在常熟时间内完成，也在一定程度上影响了算法速度。基于网块的布线方法是在一个网块构成的区域中寻找布线路径。该方法相对于基 于隐式连接图的方法速度略有提高，但是因为网块的大小位置不能用一个简单的数据结构 表示，寻找相邻的网块也无法简单的通过一步操作来实现，在该方法中采用了角勾链结构 存储，角勾链结构对于寻找相邻网块比较方便，但是仍然无法在常数时间内完成，并且维护 该结构也需要一定的时间代价。
技术实现思路
为了克服上述的缺陷，本专利技术提供一种能够有效提高集成电路多层布线效率的。为达到上述目的，本专利技术所述，包括以下步骤(1)读入布线区域内的障碍信息、待布线网信息和工艺信息；(2)依据上述障碍信息建立并规范障碍列表；(3)扩展障碍列表中各障碍的边界；(4)构造三维不均勻网格阵列；(5)标记布线起始点和终止点；(6)设置三维不均勻网格阵列的允许扩展方向；(7)将具有相同属性的网格合并为网块；(8)采用A*算法对网块进行布线路径搜索；(9)输出搜索路径。其中，步骤(1)中，所述待布线网信息包括该待布线网的可用布线层信息，布线区 域大小信息以及起始点和终止点信息或起始模块和终止模块信息；所述工艺信息包括待布线网的布线层层数，布线区域允许的最小线宽值，各布线 层通孔直径大小，允许最小的线到线间距值，允许最小的线到通孔间距值，允许最小的通孔 到通孔间距值。进一步地，步骤(2)的具体实现步骤如下2. 1根据步骤(1)中所述的障碍信息建立障碍列表；2. 2遍历障碍列表，调用多边形到矩形的转化程序将每一个多边形障碍转化为至 少一个矩形障碍，同时保留相应的是否是通孔的属性；2. 3删除障碍列表中存储的原多边形障碍，将转化得到的矩形障碍添加到障碍列 表中。进一步地，步骤(3)具体实现如下3. 1初始化横坐标集合和纵坐标集合；3. 2遍历步骤(2)得到的障碍列表，将非通孔矩形障碍的每一个边界分别按照“线 宽/2+线间距”的距离进行扩展，得出垂直扩展边界和水平扩展边界；将通孔矩形障碍的每 一个边界按照“线宽/2+线到通孔的间距”的距离进行扩展，得出垂直扩展边界和水平扩展 边界；3. 3遍历步骤(2)得到的障碍列表，将非通孔矩形障碍的每一个边界分别按照“通 孔直径/2+线到通孔间距”的距离进行扩展，得出垂直扩展边界和水平扩展边界；将通孔矩 形障碍的每一个边界分别按照“通孔直径/2+通孔到通孔的间距”的距离进行扩展，得出垂 直扩展边界和水平扩展边界；3. 4将(3. 2)和(3. 3)步中的所有垂直扩展边界的横坐标加入到横坐标集合中，所 有水平扩展边界的纵坐标加入到纵坐标集合中。其中，步骤(4)所述的三维不均勻网格阵列表示为由步骤(3)所述的横坐标集合， 所述的纵坐标集合，以及所述布线层层数构成的三维网格数组。进一步地，步骤(5)具体实现如下5. 1若布线模式为点到点模式，将布线起点对应的步骤(4)所述的三维网格数组 中元素的属性设置为起点，将布线终点对应的三维数组元素的属性设为终点。65. 2若布线模式为模块到模块模式，调用多边形到矩形的转化程序将起始模块和 终止模块分别转化为起始矩形链表和终止矩形链表，然后，分别遍历起始矩形链表和终止 矩形链表，将与起始矩形内部和矩形边界上的点相对应的所述的三维网格数组中的元素的 属性设为起点，将与终止矩形内部和矩形边界上的点相对应的所述的三维网格数组中的元 素的属性设为终点。进一步地，步骤(6)具体实现如下6. 1设置同层扩展的允许扩展方向；遍历步骤(2)得到的障碍列表，若该矩形障碍是非通孔障碍，设置三维不均勻网 格阵列中所有在该矩形障碍按照“线宽/2+线间距”扩展的左，右，上，下边界上的网格点， 分别不可向右，左，下，上扩展，并设置由该左，右，上，下边界所构成的矩形内部的所有网格 点为不合法网格点；若该障碍是通孔障碍，设置三维不均勻网格阵列中所有在该障碍按照 “通孔直径/2+线到通孔间距”扩展的左，右，上，下边界上的网格点，分别不可向右，左，下， 上扩展，并设置由该左，右，上，下边界所构成的矩形内部的所有网格点为不合法网格点；6. 2设置跨层扩展的允许扩展方向；遍历步骤(2)得到的障碍列表，若该矩形障碍是非通孔障碍，设置三维不均勻网 格阵列中所有在该障碍按照“线宽/2+线到通孔间距”扩展的左，右，上，下边界所构成的 矩形内部的网格点不能向相邻层的网格扩展，并设置相邻层在对应区域内的网格点不能向 该层扩展；若该障碍是通孔障碍，设置三维不均勻网格阵列中所有在该障碍按照“通孔直径 /2+通孔到通孔间距”扩展的左，右，上，下边界所构成的矩形内部的网格点不能向相邻层的 网格扩展，并设置相邻层在对应区域内的网格点不能向该层扩展。进一步地，步骤(7)将具有相同属性的网格合并为网块的具体实现步骤如下7. 1遍历用于表示三维不均勻网格阵列的三维数组，按照水平方向优先的策略将 具有相同属性的网格合并为一个网块，并将网格的属性赋给其所属的网块，该属性包括允 许扩展方向和起点终点属性；其中，属性是否相同，按照下面的步骤来确定7. 1. 2若网格点都是不合法网格点，认为其属性相同；7. 1.3若网格都是合法网格点，且网格的允许扩展方向相同，且网格的起点终本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于网块的快速多层布线方法，其特征在于，包括以下步骤：　　（１）读入布线区域内的障碍信息、待布线网信息和工艺信息；　　（２）依据上述障碍信息建立并规范障碍列表；　　（３）扩展障碍列表中各障碍的边界；　　（４）构造三维不均匀网格阵列；（５）标记布线起始点和终止点；　　（６）设置三维不均匀网格阵列的允许扩展方向；　　（７）将具有相同属性的网格合并为网块；　　（８）采用Ａ＊算法对网块进行布线路径搜索；　　（９）输出搜索路径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚海龙，周强，蔡懿慈，杨帆，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[]