考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，包括如下步骤：步骤S1：基于预设布线电路网表和约束规则，通过拥塞感知3D全局布线器用最小的线长度和满足布线约束重新连接每个网络的所有引脚；步骤S2:采用线驱动运动评估方法确定移动单元的期望位置；步骤S3:根据得到的期望位置，采用增量策略移动单元并重新布线网络，直到每个引脚都连接起来，得到初始布线结果；步骤S4:采用边缘调整方法，进一步调整初始布线结果，得到最终的布线结果。本发明专利技术具有快速的单元运动，在显著缩短的运行时间内实现了最佳的解决方案质量，进一步优化线路长度。进一步优化线路长度。进一步优化线路长度。

【技术实现步骤摘要】
考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法


[0001]本专利技术属于超大规模集成电路(VLSI)物理设计自动化
，具体涉及一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法。

技术介绍

[0002]布局和布线是超大规模集成电路(VLSI)物理设计中的两个关键问题。这两个问题通常被进一步划分为几个阶段，例如全局放置、合法化、详细放置、全局布线和详细布线。这种分而治之的方法确保了复杂的物理设计问题可以在合理的运行时得到管理和解决，但可能会导致子问题之间的不匹配。例如，放置器通常通过单元密度或引脚密度来限制放置结果，以为布线收敛保留更多的收敛。然而，这种密度模型可能与实际的布线问题没有很好的关联。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，提出了一个增量的三维全局布线器及方法，具有快速的单元运动，在显著缩短的运行时间内实现了最佳的解决方案质量。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，包括如下步骤：
[0006]步骤S1：基于预设布线电路网表和约束规则，通过拥塞感知3D全局布线器用最小的线长度和满足布线约束重新连接每个网络的所有引脚；
[0007]步骤S2:采用线驱动运动评估方法确定移动单元的期望位置；
[0008]步骤S3:根据得到的期望位置，采用增量策略移动单元并重新布线网络，直到每个引脚都连接起来，得到初始布线结果；
[0009]步骤S4:采用边缘调整方法，进一步调整初始布线结果，得到最终的布线结果。
[0010]进一步的,所述步骤S1具体为：
[0011]步骤S11:预设一个带有可移动单元的布线电路网表和约束规则，布线电路网表：将布线区域划分为一个三维全局网格(G
‑
grid)阵列，用网格图G(V,E)建模，每个节点表示一个G
‑
grid，每个边对应两个相邻G
‑
grid之间的边界。设c(u)为G
‑
grid u的资源容量，d(u)为G
‑
grid u的资源需求。约束规则如下：
[0012](1)不允许开网:所有网必须连接。
[0013](2)不允许超流量G
‑
grid:对于每个G
‑
grid，其资源容量必须超过需求。
[0014](3)方向约束:水平路线必须在奇数层上，垂直路线必须在偶数层上。
[0015](4)最小层规则:水平和垂直路线必须在每个网的给定的最小层之上。
[0016](5)最大的单元格移动限制:在每种情况下，移动的单元格的数量被限制为总单元格数的30％，以避免一个全新的放置过程产生不同的放置结果。
[0017]步骤S12:采用迷宫布线方法，在三维边界直接布线有多引脚的网；
[0018]步骤S13:根据布线电路网表和约束规则，逐个重布线每个网络的连接，在重布线阶段，采用顶点权重版本的中的边权代价函数。
[0019]进一步的，所述步骤S12进一步采用减小布线边界尺寸和队列优化搜索算法加快布线。
[0020]进一步的，所述顶点u的代价：
[0021][0022]其中1是每行长度的成本；logistic函数和正号右侧的比例函数的乘积描述了拥堵的成本；C1控制拥塞率，C2控制全局布线器对溢出的敏感性。
[0023]进一步的，所述步骤S2具体为:
[0024]使用时间驱动的位置估计方法来确定每个单元的期望位置，并确保在从原始网络中移除单元后，剩余的子网在一个连接的组件中
[0025]在去除过程中，首先将经过的网格连接起来，布线的网表表示为一个以网格为顶点的图；然后，沿着顶点删除度为1且包含重定位单元的引脚；遇到包含其他单元的引脚的顶点，或其剩余度大于1时，删除将停止；
[0026]在删除与重新定位单元格相关的连接后，使用算法1：基于多网的选址代价计算来估计新的位置。
[0027]进一步的，所述使用算法1：基于多网的选址代价计算来估计新的位置，具体为：
[0028]首先得到最小矩形覆盖所有层关联网的边界框的位置范围；
[0029]再计算每个网的估计成本，考虑到c单元有一个网的多个引脚的特殊情况，采用g网格的简化模型，其中包含c单元的最低引脚需要移动；
[0030]采用队列搜索从获取的长方体中的每个位置到剩余连接GR所占用的g网格的最短距离；
[0031]使用临界扩展，其中新扩展的位置应在估计边界内，同时满足方向约束和最小层规则；在算法计算之后，每个位置的估计成本会增加该网络中移除的g网格的数量与最短距离之间的差值。
[0032]进一步的,在没有任何约束的情况下，两个g
‑
网格(u和v)之间的最短距离：
[0033]dis(u,v)＝|x
u
‑
x
v
|+|y
u
‑
y
v
|+|z
u
‑
z
v
|
ꢀꢀꢀ
(2)
[0034]两个约束将延长z轴上的布线距离，但不会改变X轴和y轴上的布线距离；z轴上的布线需要绕道，因为X轴和y轴的布线只能在特定的层上进行；在不失一般性的前提下，将距离公式修改为:
[0035]dis(u,v)＝Δx+Δy+Zdis(z
u
,z
v
,ml,Δx＝0,Δy＝0)
[0036]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0037]其中Δx、Δy、Δz分别表示两个g网格在x、y、z方向上的delta；Zdis表示两个g网格在z轴方向上的最短距离，层数ml最小；Zdis的计算取决于两个g网格是否需要在x轴和y轴上移动；
[0038]当z
u
和ml确定后，采用时间复杂度O(L)计算所有z
u
情况下的Zdis，其中L为层数；
[0039]进一步使用最短路径搜索方法，搜索节点可以表示为其中是布尔状
态，表示当前路径是否已经到达在x轴上布线的层，到达y轴；当到达水平或垂直布线层时，将保持这两种状态；通过迭代源层和最小层，以O(L3)的时间复杂度预计算所有情况下的Zdis。
[0040]进一步的，步骤S3具体为：
[0041](1)对于每个坐标，使用一个平衡二叉树来存储所有单元格类型的数量使用一个平衡二叉树来存储所有单元格类型的数量
[0042](2)在额外需求和堵塞需求维护之后，移动单元所在的所有网都将重新布线；
[0043](3)当一个单元移动到它想要的位置时，所有相关的网络都需要重新布线。
[0044]进一步的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，其特征在于,包括如下步骤：步骤S1：基于预设布线电路网表和约束规则，通过拥塞感知3D全局布线器用最小的线长度和满足布线约束重新连接每个网络的所有引脚；步骤S2:采用线驱动运动评估方法确定移动单元的期望位置；步骤S3:根据得到的期望位置，采用增量策略移动单元并重新布线网络，直到每个引脚都连接起来，得到初始布线结果；步骤S4:采用边缘调整方法，进一步调整初始布线结果，得到最终的布线结果。2.根据权利要求1所述的一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，其特征在于,所述步骤S1具体为：步骤S11:预设一个带有可移动单元的布线电路网表和约束规则，布线电路网表：将布线区域划分为一个三维全局网格(G
‑
grid)阵列，用网格图G(V,E)建模，每个节点表示一个G
‑
grid，每个边对应两个相邻G
‑
grid之间的边界。设c(u)为G
‑
grid u的资源容量，d(u)为G
‑
grid u的资源需求；约束规则如下：(1)不允许开网:所有网必须连接；(2)不允许超流量G
‑
grid:对于每个G
‑
grid，其资源容量必须超过需求；(3)方向约束:水平路线必须在奇数层上，垂直路线必须在偶数层上；(4)最小层规则:水平和垂直路线必须在每个网的给定的最小层之上；(5)最大的单元格移动限制:在每种情况下，移动的单元格的数量被限制为总单元格数的30％，以避免一个全新的放置过程产生不同的放置结果；步骤S12:采用迷宫布线方法，在三维边界直接布线有多引脚的网；步骤S13:根据布线电路网表和约束规则，逐个重布线每个网络的连接，在重布线阶段，采用顶点权重版本的中的边权代价函数。3.根据权利要求2所述的一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，其特征在于,所述步骤S12进一步采用减小布线边界尺寸和队列优化搜索算法加快布线。4.根据权利要求2所述的一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，其特征在于,所述顶点u的代价：其中1是每行长度的成本；logistic函数和正号右侧的比例函数的乘积描述了拥堵的成本；C1控制拥塞率，C2控制全局布线器对溢出的敏感性。5.根据权利要求1所述的一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，其特征在于,所述步骤S2具体为:使用时间驱动的位置估计方法来确定每个单元的期望位置，并确保在从原始网络中移除单元后，剩余的子网在一个连接的组件中在去除过程中，首先将经过的网格连接起来，布线的网表表示为一个以网格为顶点的图；然后，沿着顶点删除度为1且包含重定位单元的引脚；遇到包含其他单元的引脚的顶点，
或其剩余度大于1时，删除将停止；在删除与重新定位单元格相关的连接后，使用算法1：基于多网的选址代价计算来估计新的位置。6.根据去哪里要求5所述的一种考虑单位移动和复杂布线约束的增量三维全局布线方法，其特征在于,所述使用算法1：基于多网的选址代价计算来估计新的位置，具体为：首先得到最小矩形覆盖所有层关联网的边界框的位置范围；再计算每个网的估计成本，考虑到c单元有一个网的多个引脚的特殊情况，采用g网格的简化模型，其中包含c单元的最低引脚需要移动；采用队列搜索从获取的长方体中的每个位置到剩余连接GR所占用的g网格...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱翊仁，邹鹏，林智锋，兰琨，杨晓剑，
申请(专利权)人：上海立芯软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：