适于数模混合集成电路可布性分析的非均匀线网外框划分算法.pdf

2005年11月 第十四届全国半导体集成电路、硅材料学术会议 珠海 适于数模混合集成电路可布性分析的非 均匀线网外框划分算法 李桢荣h2，刘晓彦1，张锡盛3 1．北京大学微电子系，北京100871，2．北京大学深圳研究生院，深圳518055，3． Accelicon Technologies，Inc，北京i00085 摘要：在集成电路的物理设计中布局是重要的一环，可布性分析分别在垂直和水平方向 上对布线资源和布线需求的平衡性的分析。本文提出了一种新的不可切割(non—slicing) 结构的不规则划分方法，建立了适于数模混合集成电路的可布性分析模型。相比已有的划 分方法，本文提出的非均匀线网外框划分方法具有以下优点：1)划分后的区域数量大幅 度的减少，从而极大的提高了算法的速度；2)划分本身就存在着对布线方式的模拟，因 此能很好的反映真实布线的情形，大大提高了布线效率。对于实验电路的分析证实了本模 型的准确性和高效率． 关键字：可布性 布局 划分 线网外框 1． 介绍 随着工艺技术进入深亚微米时代，以及芯片集成度越来越高，由于连线引起的拥挤、 寄生效应和延迟等问题日益严重，使得后端物理设计在整个芯片设计流程中变的越来越来 重要．物理设计中至关重要的一个阶段一一布局起初一直以面积作为第一优化目标，其他 的如可布性、时序等因素，也逐步提前加入到布局的优化参数中去考虑，以防止在后期物 理设计阶段中产生无法处理的情形．可布性主要是在布线之前预测布线的拥挤度，布通率 以及对布局进行评测以期获得更好的布局，然而由于布局求解方式通常使用反复迭代的优 化求解方式，使得大部分模型把连线总长最小作为优化的目标加入到布局算法中去．然而 连线最小并不能准确的模拟连线所引起的拥挤、延迟和寄生效应等问题，也很难预测拥挤 度和布通率，而另一方面布局的反复迭代求解方式又不允许可布性分析的模型过于复杂， 因此寻找一个快速而又有效的可布性分析模型对于布局算法有哪些信誉好的足球投注网站一个优化解非常有必要． 2．非均匀线网外框划分方法 国内外已有的研究可以概括为两大类：直接和间接的可布性分析模型．间接的分析模 型主要有两种，经验统计型模型[7]，[11]和基于布局的拓扑结构的分析模型[10]，经验统 计型模型如[7]，[11]采用Rent’rule进行层次式的划分和预测，需要有大量统计数据做 支撑；而[10]则对布局和所有的线网组成的拓扑结构图进行分析，主要依据模块边界上的 线网数量进行估计，对于变线宽和变线间距的问题较少考虑．直接的分析模型一般对布局 图进行划分，然后采用概率模型来进行分析，实验证明概率模型能够更合理更准确的估计 可布性，文献[1]，[3]中就采用固定规格的均匀网格划分方式对整个布局图进行划分并得 至}UnXm的网格，然后采用概率模型来分析每个网格上可能走线的数量，从而找出拥挤度高 的区域，迫使布局算法松弛这些可能的拥挤区域以得到一个布通率高的布局．为了提高精 确度，减少局部拥挤区域出现的可能性，这类模型必然进行细致的划分，划分的每个区域 越小，精确度越高，但是显然会降低算法速度．针对这种情况，文献[2]提出了一种新的模 型，可以对所有布局采用统一的划分规格而不用担心划分网格的规格大小引起的精确度问 对布局划分两次，这样划分后得到非均匀的网格，而后[2]中改进了概率模型以适用于这 种不均匀网格的网络，并且对概率模型的计算进行了近似计算，得到了较好的结果，对于 2005年11月 第十四届全国半导体集成电路、硅材料学术会议 珠海 小规模的设计，[2]能够比较快速的得到拥挤度的信息，然而当pin的数量很大的时候，即 使有相同X或Y坐标的pin，仍然会有很大的时间浪费，因为划分后的规模平均为n×n／2(见 第四部分统计结果)， 其中n是pin的数量． 基于以上考虑，本文提出了一种新颖的不可分割(non—slicing)结构的非均匀划分 方法一一非均匀线网外框划分算法，同时把线网分成三类，对不同类的线网使用不同的概 率估计模型，从而得到一种快速而又有效的可布性分析模型．首先，使用非均匀线网外框 划分算法对平面规划图进行划分，得到一组不可分割结构的不均匀区域的网格；然后计算 每个区域的布线资源；在对每类线网分别使用不同的模型估计走线可能性，从而得出每个 区域上的布线需求；最后给出可布性的计算公式． 给