基于缓冲单元复用的保持时间时序优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于缓冲单元复用的保持时间时序优化方法，该方法步骤包括：查找保持时间时序违反的扫描路径相同起点的功能数据路径上的缓冲单元；根据当前时序确定单元最大输出负载电容；根据单元最大输出负载电容和当前布线情况确定互连线的最大长度；如果复用单元会增加建立时间时序违例路径，根据单元所在区域的局部单元密度分析是否可以通过插入新单元降低单元的输出负载电容，如允许则通过插入新单元降低单元的输出负载电容；最后根据时序和物理信息确定扫描寄存器扫描输入端的连接关系。本发明专利技术优化了设计中扫描路径保持时间时序的同时降低了缓冲单元插入数目以及设计密度和功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超大规模集成电路物理设计领域，具体涉及一种。
技术介绍
随着工艺尺寸逐渐降低、互连线效应日益显著，设计中缓冲单元(缓冲器buffer、反相器inverter、延时单元delay cell)的数目持续增加。物理设计中插入缓冲单元是修复时序违例的常用方法。因扫描模式下工作频率较低，扫描路径逻辑简单，扫描路径通常出现保持时间时序违例。保持时间时序违例路径通常采用插入缓冲单元的方法进行修复，但是，在设计的后期阶段，一些路径会因过高的局部单元密度而不能插入缓冲单元，无法对设计做进一步的时序优化。同时，当前设计流程中修复扫描路径与功能数据路径时序违例独立进行，导致扫描路径与功能数据路径中会重复插入缓冲单元，增加了设计的单元密度，过高的单元密度会增加设计的面积和功耗，带来电压降(IR-drop)隐患。因此，如何以较小的开销进行时序优化成为当前集成电路物理设计中面临的一大难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够优化设计中扫描路径保持时间时序、降低缓冲单元插入数目以、降低设计密度和功耗的。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为:一种，其实施步骤如下:I)在待优化设计中查找与保持时间时序违例的扫描路径具有相同起点的功能数据路径上的缓冲单元作为可复用的缓冲单元，指定其中一个缓冲单元作为当前缓冲单元；2)根据当前时序计算当前缓冲单元的最大输出负载电容；3)分析确定当前缓冲单元所在区域的互连线分布层；4)计算当前缓冲单元输出端与扫描寄存器扫描输入端之间允许的互连线最大长度；5)判断直接复用当前缓冲单元是否会增加待优化设计中建立时间时序违例路径，如果会则跳转执行步骤6)，否则跳转执行步骤10)；6)计算当前缓冲单元所在区域的单元密度；7)计算当前缓冲单元输出端、终点寄存器扫描输入端之间的曼哈顿距离，根据所述曼哈顿距离和当前缓冲单元所在区域的单元密度判断当前缓冲单元所在区域的单元密度是否在指定范围内且能够通过插入新的缓冲器或延时单元来避免增加建立时间时序违例路径是否可以同时成立，如果可以则跳转执行步骤8)，否则跳转执行步骤10)；8)在当前缓冲单元的输出端插入新的缓冲器或延时单元；9)从所述所有可复用的缓冲单元中选择最有利于时序的缓冲单元作为待复用缓冲单元；10)判断是否所有缓冲单元遍历结束，如果没有则选择一个尚未处理的缓冲单元作为当前缓冲单元，跳转执行步骤2);否则，跳转执行步骤10)；11)根据所述待复用缓冲单元改变设计的连接关系并重新绕线；12)结束。作为本专利技术的进一步改进:所述步骤2)的详细步骤如下:2.1)在多模式多端角模式或最好最坏分析模式的设计模式下，获取保持时间时序最差的端角下当前缓冲单元的单元延时、输入跳变时间、所在路径中建立时间时序最差路径的建立时间裕量，将所述当前缓冲单元的单元延时、所在路径中建立时间时序最差路径的建立时间裕量求和得到当前缓冲单元允许的最大延时；2.2)根据当前缓冲单元的输入跳变时间在代工厂提供的时序库延时查找表中查找代表输入跳变时间的X轴上的位置，获取所述位置在时序库延时查找表中相邻的上一个延时值和下一个延时值；根据当前缓冲单元允许的最大延时在代工厂提供的时序库延时查找表中依次遍历查找代表输出负载电容的Y轴上的相邻输出负载电容值，得到与当前缓冲单元允许的最大延时最匹配的上一个输出负载电容和下一个输出负载电容；根据所述上一个延时值、下一个延时值、上一个输出负载电容、下一个输出负载电容确定的矩形区域四个顶点的延时值；2.3)根据式(I)计算当前 缓冲单元的输入跳变时间与矩形区域顶边交点的延时值；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于缓冲单元复用的保持时间时序优化方法，其特征在于实施步骤如下：1）在待优化设计中查找与保持时间时序违例的扫描路径具有相同起点的功能数据路径上的缓冲单元作为可复用的缓冲单元，指定其中一个缓冲单元作为当前缓冲单元；2）根据当前时序计算当前缓冲单元的最大输出负载电容；3）分析确定当前缓冲单元所在区域的互连线分布层；4）计算当前缓冲单元输出端与扫描寄存器扫描输入端之间允许的互连线最大长度；5）判断直接复用当前缓冲单元是否会增加待优化设计中建立时间时序违例路径，如果会则跳转执行步骤6），否则跳转执行步骤10）；6）计算当前缓冲单元所在区域的单元密度；7）计算当前缓冲单元输出端、终点寄存器扫描输入端之间的曼哈顿距离，根据所述曼哈顿距离和当前缓冲单元所在区域的单元密度判断当前缓冲单元所在区域的单元密度是否在指定范围内且能够通过插入新的缓冲器或延时单元来避免增加建立时间时序违例路径是否可以同时成立，如果可以则跳转执行步骤8），否则跳转执行步骤10）；8）在当前缓冲单元的输出端插入新的缓冲器或延时单元；9）从所述所有可复用的缓冲单元中选择最有利于时序的缓冲单元作为待复用缓冲单元；10）判断是否所有缓冲单元遍历结束，如果没有则选择一个尚未处理的缓冲单元作为当前缓冲单元，跳转执行步骤2）；否则，跳转执行步骤10）；11）根据所述待复用缓冲单元改变设计的连接关系并重新绕线；12）结束。...

【技术特征摘要】
1.一种基于缓冲单元复用的保持时间时序优化方法，其特征在于实施步骤如下: 1)在待优化设计中查找与保持时间时序违例的扫描路径具有相同起点的功能数据路径上的缓冲单元作为可复用的缓冲单元，指定其中一个缓冲单元作为当前缓冲单元； 2)根据当前时序计算当前缓冲单元的最大输出负载电容； 3)分析确定当前缓冲单元所在区域的互连线分布层； 4)计算当前缓冲单元输出端与扫描寄存器扫描输入端之间允许的互连线最大长度； 5)判断直接复用当前缓冲单元是否会增加待优化设计中建立时间时序违例路径，如果会则跳转执行步骤6)，否则跳转执行步骤10)； 6)计算当前缓冲单元所在区域的单元密度； 7)计算当前缓冲单元输出端、终点寄存器扫描输入端之间的曼哈顿距离，根据所述曼哈顿距离和当前缓冲单元所在区域的单元密度判断当前缓冲单元所在区域的单元密度是否在指定范围内且能够通过插入新的缓冲器或延时单元来避免增加建立时间时序违例路径是否可以同时成立，如果可以则跳转执行步骤8)，否则跳转执行步骤10)； 8)在当前缓冲单元的输出端插入新的缓冲器或延时单元； 9)从所述所有可复用的缓冲单元中选择最有利于时序的缓冲单元作为待复用缓冲单元; 10)判断是否所有缓冲单元遍历结束，如果没有则选择一个尚未处理的缓冲单元作为当前缓冲单元，跳转执行步骤2);否则，跳转执行步骤10)； 11)根据所述待复用缓冲单元改变设计的连接关系并重新绕线； 12)结束。2.根据权利要求1所述的基于缓冲单元复用的保持时间时序优化方法，其特征在于，所述步骤2)的详细步骤如下: 2.1)在多模式多端角模式或最好最坏分析模式的设计模式下，获取保持时间时序最差的端角下当前缓冲单元的单元延时、输入跳变时间、所在路径中建立时间时序最差路径的建立时间裕量,将所述当前缓冲单元的单元延时、所在路径中建立时间时序最差路径的建立时间裕量求和得到当前缓冲单元允许的最大延时； 2.2)根据当前缓冲单元的输入跳变时间在代工厂提供的时序库延时查找表中查找代表输入跳变时间的X轴上的位置，获取所述位置在时序库延时查找表中相邻的上一个延时值和下一个延时值；根据当前缓冲单元允许的最大延时在代工厂提供的时序库延时查找表中依次遍历查找代表输出负载电容的Y轴上的相邻输出负载电容值，得到与当前缓冲单元允许的最大延时最匹配的上一个输出负载电容和下一个输出负载电容；根据所述上一个延时值、下一个延时值、上一个输出负载电容、下一个输出负载电容确定的矩形区域四个顶点的延时值； 2.3)根据式(I)计算当前缓冲单元的输入跳变时间与矩形区域顶边交点的延时值； 3.根据权利要求2所述的基于缓冲单元复用的保持时间时序优化方法，其特征在于，所述步骤3)的详细步骤如下:. 3.1)预先在建立时间时序端角下获得当前缓冲单元输...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯超超，孙秀秀，赵振宇，窦强，乐大珩，马卓，马驰远，余金山，何小威，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
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