一种流水线寄存器的布局方法、系统和集成电路技术方案

本申请公开了一种流水线寄存器的布局方法、系统和集成电路，其中方法包括：将集成电路模块划分为多个区块，其中每个区块的初始尺寸受第一距离约束。根据多个区块的位置，确定第一端口和第二端口之间的连通路径，所述连通路径为连通所述第一端口和所述第二端口时经过路径区块最少的路径。在连通路径经过的路径区块中布局流水线寄存器，其中每个路径区块包括至少一个寄存器。根据所述寄存器时序约束条件，调整所述路径区块的初始尺寸，以便EDA工具自动优化所述路径区块中寄存器位置，使得流水线寄存器的时序收敛。通过以上方法，可以在流水线寄存器布局中，减少流水线不必要的绕行和寄存器堆积。寄存器堆积。寄存器堆积。

【技术实现步骤摘要】
一种流水线寄存器的布局方法、系统和集成电路


[0001]本申请涉及集成电路领域，具体而言，涉及一种流水线寄存器的布局方法、系统和集成电路。

技术介绍

[0002]随着高性能芯片的发展，在工艺越来越先进，频率越来越高，集成度越来越高的同时，芯片本身的尺寸也越来越大，连通关系越来越复杂，尤其是在高性能的芯片中，例如通信芯片和图形处理器（graphics processing unit，GPU）等。由于超高的复杂度，同时对芯片的PPA－即性能（performance）、功耗（power）、面积（area）的优化，要求越来越高，单独靠工具完成芯片设计面临越来越多的挑战。
[0003]例如，对于规模较大，端口连接关系复杂，工作频率要求较高的芯片，如何实现芯片设计的时序收敛且达到比较好的PPA是一个非常大的挑战。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种流水线寄存器的布局方法、系统和集成电路，通过将集成电路模块划分为多个区块，在区块中查找最短流水线路径，以期在流水线寄存器布局中为寄存器布局合适的位置，减少流水线不必要的绕行和寄存器堆积。
[0005]具体的，本申请的技术方案以下：第一方面，本申请公开一种流水线寄存器的布局方法，其特征在于，用于集成电路模块的流水线寄存器的布局，所述集成电路模块包括多个端口，所述多个端口包括第一端口和第二端口，所述方法包括：将所述集成电路模块划分为多个区块，其中每个区块的初始尺寸受第一距离约束；根据所述多个区块的位置，确定所述第一端口和所述第二端口之间的连通路径；其中，所述连通路径为连通所述第一端口和所述第二端口时经过路径区块最少的路径，所述路径区块包括一个起始区块、一个终止区块和M个中间区块，M>=0；所述起始区块与所述第一端口相邻，所述终止区块与所述第二端口相邻，M个所述中间区块依次连接在所述起始区块和所述终止区块之间；在所述连通路径经过的所述路径区块中布局所述流水线寄存器，其中每个路径区块包括至少一个寄存器；根据所述寄存器时序约束条件，调整所述路径区块的初始尺寸，使得所述流水线寄存器的时序收敛。
[0006]在一些实施方式中，所述多个区块大小和形状相同。
[0007]在一些实施方式中，所述多个区块为矩形，且所述矩形的边长受所述第一距离约束。
[0008]在一些实施方式中，所述的根据所述多个区块的位置，确定第一端口和第二端口
之间的连通路径，包括：根据所述多个区块的位置，遍历所述起始区块和所述终止区块之间的所有路径，得到路径集合；取所述路径集合中最短的路径为所述连通路径。
[0009]在一些实施方式中，所述根据所述寄存器时序约束条件，调整所述路径区块的初始尺寸，使得所述流水线寄存器的时序收敛，包括：在所述寄存器时序收敛的距离范围的约束下，调整全部或部分的所述路径区块的初始尺寸，以便EDA工具自动优化所述路径区块中寄存器位置；获取调整后的所述路径区块的尺寸和寄存器的位置，验证任意两个寄存器之间的距离是否满足时序约束，若否则进行再次调整，直至所述流水线寄存器的时序收敛。
[0010]第二方面，本申请公开一种流水线寄存器的布局系统，其特征在于，用于集成电路模块的流水线寄存器的布局，所述集成电路模块包括多个端口，所述多个端口包括第一端口和第二端口，所述系统包括：划分模块，将所述集成电路模块划分为多个区块，其中每个区块的初始尺寸受第一距离约束；确定模块，用于根据所述多个区块的位置，确定所述第一端口和所述第二端口之间的连通路径；其中，所述连通路径为连通所述第一端口和所述第二端口时经过路径区块最少的路径，所述路径区块包括一个起始区块、一个终止区块和M个中间区块，M>=0；所述起始区块与所述第一端口相邻，所述终止区块与所述第二端口相邻，M个所述中间区块依次连接在所述起始区块和所述终止区块之间；布局模块，用于在所述连通路径经过的所述路径区块中布局所述流水线寄存器，其中每个路径区块包括至少一个寄存器；调整模块，用于根据所述寄存器时序约束条件，调整所述路径区块的初始尺寸，使得所述流水线寄存器的时序收敛。
[0011]在一些实施方式中，所述多个区块大小和形状相同。
[0012]在一些实施方式中，所述确定模块，具体用于：根据所述多个区块的位置，遍历所述起始区块和所述终止区块之间的所有路径，得到路径集合；取所述路径集合中最短的路径为所述连通路径。
[0013]第三方面，本专利技术公开一种流水线寄存器的布局系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储指令，所述处理器调用所述指令以使得所述处理器执行如上述任一项实施方式中所述的流水线寄存器的布局方法。
[0014]第四方面，本专利技术公开一种集成电路，其特征在于，包括集成电路模块，所述集成电路模块包括多个端口，所述多个端口包括第一端口和第二端口，所述集成电路模块还包括通过上述任一项实施方式中所述的布局方法所布局的流水线寄存器。
[0015]与现有技术相比，本申请至少具有以下一项有益效果：1、本申请主要用于解决在高性能的芯片中，不规则形状的模块下，实现大量有复杂连接关系的流水线寄存器布局，保证寄存器的时序收敛的同时，提高对芯片的即性能、功耗、面积的优化。
[0016]2、本申请既避免了完全使用EDA工具自动布局的无法收敛的问题，又避免完全定制的对大量寄存器的逐个处理，实现一种优化的自动路由算法，能更好的指导工具布局，为寄存器选择合适位置，防止流水线技术不必要的绕行和寄存器堆积。
[0017]3、通过上述算法，大量的流水线技术中的寄存器，能更快的找到合理的物理位置，使时序变得更容易收敛，节约机器资源和运算时间，提高布局效率。
附图说明
[0018]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本申请的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0019]图1为本申请提供的
技术介绍
中流水线寄存器连接第一端口与第二端口的示意图；图2为本申请提供的现有技术中流水线寄存器布线时绕行的示意图；图3为本申请实施例中流水线寄存器的布局方法的流程图；图4为本申请实施例中将集成电路模块进行区块划分后的示意图；图5为本申请实施例中流水线寄存器布局后，对所述区块的初始尺寸进行调整的效果示意图；图6为本申请实施例中一种流水线寄存器布局系统的软件结构框图；图7为本申请实施例中一种流水线寄存器布局系统的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0020]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0021]应当理解，在本申请中，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流水线寄存器的布局方法，其特征在于，用于集成电路模块的流水线寄存器的布局，所述集成电路模块包括多个端口，所述多个端口包括第一端口和第二端口，所述方法包括：将所述集成电路模块划分为多个区块，其中每个区块的初始尺寸受第一距离约束；根据所述多个区块的位置，确定所述第一端口和所述第二端口之间的连通路径；其中，所述连通路径为连通所述第一端口和所述第二端口时经过路径区块最少的路径，所述路径区块包括一个起始区块、一个终止区块和M个中间区块，M>=0；所述起始区块与所述第一端口相邻，所述终止区块与所述第二端口相邻，M个所述中间区块依次连接在所述起始区块和所述终止区块之间；在所述连通路径经过的所述路径区块中布局所述流水线寄存器，其中每个路径区块包括至少一个寄存器；根据所述寄存器时序约束条件，调整所述路径区块的初始尺寸，使得所述流水线寄存器的时序收敛。2.如权利要求1所述的一种流水线寄存器的布局方法，其特征在于，所述多个区块大小和形状相同。3.如权利要求2所述的一种流水线寄存器的布局方法，其特征在于，所述多个区块为矩形，且所述矩形的边长受所述第一距离约束。4.如权利要求1所述的一种流水线寄存器的布局方法，其特征在于，所述的根据所述多个区块的位置，确定第一端口和第二端口之间的连通路径，包括：根据所述多个区块的位置，遍历所述起始区块和所述终止区块之间的所有路径，得到路径集合；取所述路径集合中最短的路径为所述连通路径。5.如权利要求1所述的一种流水线寄存器的布局方法，其特征在于，所述的根据所述寄存器时序约束条件，调整所述路径区块的初始尺寸，使得所述流水线寄存器的时序收敛，包括：在所述寄存器时序收敛的距离范围的约束下，调整全部或部分的所述路径区块的初始尺寸，以便EDA工具自动优化所述路径区块中寄存器位置；获取调整后的所述路径区块的尺寸和寄存器的位置，验证任意两个寄存器之间的距离是否满足时序约束，若否则进行再次...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘新阁，黄现，
申请(专利权)人：上海韬润半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：