一个快速的集成电路可布性分析方法

摘要

本发明属于IC CAD领域，其特征在于，一次含有以下步骤：计算机初始化，并建立GRG图，读入布线资源和电路网表；用Prim算法拆分多端线网，得到曼哈顿距离下的最小生成树；预估计各边的走线概率：若两个引脚段的引脚处在边界框的对角处，用格路模型，若出在同一行或列时，用扩展边界框估计模型；快速布线：采用按走线概率反比结合随机选择等方式，选择布线路径。本发明通过快速完成拥挤估计，使可布性分析能服务于增量式布局或者指导布线。

主权项

1.一种快速的集成电路可布性分析方法，其特征在于，在计算机中该方法依次按以下步骤实现：步骤1初始化并建立总体布线图步骤1.1计算机读入在一个多层布线芯片上划分总体布线单元GRC网格所必需的行数Nrow、列数Ncol；步骤1.2求GRC的对偶图：以GRC中每个网格的中心为新的顶点，重连接各相邻网格的中心点形成新的边，从而得到总体布线图GRG；步骤1.3在步骤1.1所述的多层布线芯片上，以芯片中心为原点建立笛卡儿平面直角坐标系，并把各个布线层投影到该坐标平面上；步骤1.4标记步骤1.2中所述各新顶点的坐标为vrow，col(x，y)，并把这些新顶点的集合记为V，其中row，col分别代表该新顶点所在GRG的行和列，x，y是步骤1.3所建坐标平面的坐标；步骤1.5为所述GRG顶点vrow，col以及连接每两个相邻顶点的GRG边ek分别编号，顶点用公式(row-1)×Ncol+col-1编号，边ek则先按行从下向上从左向右编号，再按列从左向右从下向上排号；步骤1.6计算机读入每条GRG边ek的容量ck，给边ek的通道使用量λk赋初始值为0；步骤2计算机读入表征电路详细的连接的网表步骤2.1读入电路中线网的总数Mnet；步骤2.2计算机对每一条线网执行：步骤2.2.1读入线网的源点s和漏点集T；步骤2.2.2把线网的源点s和漏点集T中所有点，映射到所述GRG的各顶点上，并用顶点编号对上述点标记；步骤2.2.3按读入顺序，为每条线网编号；步骤3拆分所述线网中的多端线网，但两端线网保持原状；对于每一条多端线网执行如下操作：利用Prim算法求得曼哈顿距离下的最小生成树来划分两引脚段，形成按两引脚段划分顺序所构成的两引脚段序列，从而把一个多端线网划分成为一个两引脚段序列，所述的两引脚段是指该多端线网的顶点集合中，由相距近的两点构成的点对集合，在由该点对构成的路径上不存在顶点集合的其它点；步骤4预估计GRG各边的走线概率；步骤4.1设定GRG每条边ek所对应的走线概率值pk的初始值为0；步骤4.2对每条两端线网或多端线网的每个两引脚段做如下操作：步骤4.2.1若两个引脚u，v分别处于GRG图的左下角和右上角的位置，u为左下角引脚，v为右上角引脚；则以u作为原点建立参考用笛卡儿平面直角坐标系，横轴以列为单位，并以水平向左为正方向，若经过m段水平网格，纵轴以行为单位，以垂直向上为正方向，若经过n段垂直网格，点v(m，n)处于第I象限，原点为u(0，0)，以u(0，0)，v(m，n)为对顶点构成矩形框称为边界框u-v，从u点到v点任何一条可能路径的长度等于边界框u-v的半周长；从而，按下式得到经过边界框u-v里某条设定水平边AB或垂直边AC的走线概率，其中：B点在A点右面，C点在A点的上面；经过水平边AB的走线概率为：pkl＝H(x，y)/T(m，n)0≤x≤m-1，0≤y≤n，其中，T(m，n)表示从u(0，0)出发到点v(m，n)间可能存在的路径数，表达式为：$T(m,n)=\frac{(m+n)!}{m!n!},m>0,n>0;$ H(x，y)表示从原点u(0，0)出发到点A(x，y)，并经过以点A(x，y)为左端点的某一特定水平边AB的路径数，用下式表示：H(x，y)＝T(x，y)T(m-x-1，n-y)，0≤x≤m-1，0≤y≤nT(x，y)表示从原点u(0，0)到点A(x，y)间可能存在的路径数，按下式得出：$T(x,y)=\frac{(x+y)!}{x!y!},x>0,y>0,$ T(m-x-1，n-y)表示从点B(x+1，y)出发到点v(m，n)间可能存在的路径数，用下式表示：$T(m-x-1,n-y)=\frac{[(m-x-1)+(n-y)]!}{(m-x-1)!(n-y)!},m>x+1,n>y;$ 经过垂直边AC的走线概率为：pk2＝V(x，y)/T(m，n)，0≤x≤m，0≤y≤n-1，其中，V(x，y)表示从原点u(0，0)出发到点A( x，y)间经过以点A(x，y)为下端点的某一特定垂直边AC的路径数，用下式表示：V(x，y)＝T(x，y)T(m-x，n-y-1)，0≤x≤m，0≤y≤n-1，其中，T(m-x，n-y-1)表示从点C(x，y+1)出发到达点v(m，n)间可能存在的路径数，用下式表示：$T(m-x,n-y-1)=\frac{[(m-x)+(n-y-1)]!}{(m-x)!(n-y-1)!},m>x,n>y+1,$ 再把所得的pk1，pk2分别累加到边AB，AC上的走线概率，k1，k2分别为边AB，AC的编号；步骤4.2.2若两个引脚u，v分别处于GRG图的右下角和左上角的位置，u为右下角引脚，v为右上角引脚；则以右下角的引脚u作为原点建立参考用笛卡儿平面直角坐标系，横轴以列为单位，并以水平向左为正方向，若向左经过m*段水平网格，纵轴以行为单位，以垂直向上为正方向，若经过n*段垂直网格，点v(m*，n*)处于第I象限，原点为u(0，0)，以u(0，0)，v(m*，n*)为对顶点构成矩形框称为为边界框u-v，从u点到v点任何一条可能路径的长度等于边界框u-v的半周长；从而，按照步骤4.2.1中的方法计算经过边界框u-v里某条设定水平边AB或垂直边AC的走线概率，其中，B点在A点左面，C点在A点的上面；只要把步骤4.2.1中的公式里的m，n分别换成m*，n*即可；最后，再把所得的pk1，pk2分别累加到边AB，AC上的走线概率，k1，k2分别为边AB，AC的编号；步骤4.2.3若两个引脚u，v分别处于GRG图的同一行或列时，称两引脚点为平点对，以一个引脚为原点建立参考用笛卡儿平面直角坐标系，并使另一个引脚落在横轴或纵轴的正半轴，当处于同一行，另一个引脚落在横轴的正半轴，当处于同一列，另一个引脚落在纵轴的正半轴，然后，用扩展边界框估计法，按下面方法计算边ek上的相应走线概率：步骤4.2.3.1按照下面方法建立扩展边界框：使同一行/列的平点对的边界框，向垂直/水平方向各扩展一行/列；步骤4.2.3.2在边界框内，在边界框扩展方向上，最多允许一次背离所述两引脚u，v所处的同一行或列的条件下，按下式计算经过的点(x，y)为左端点的某一特定的水平边的走线概率pk1和计算经过点(x，0)向上或向下的垂直边的走线概率pk2：当u，v处于同一行时，pk1＝H*(x，y)/F(m′)，0≤x≤m′-1，-1≤y≤1，其中，m’为点u，v间的列数，F(m’)表示在扩展边界框u-v中从u到v的可能路径数，按下面公式计算：F(m’)＝m’2+m’+1，m’是u和v之间相隔的列数，H*(x，0)表示从点u(0，0)到点(x，0)间经过以该点(x，0)为左端点的水平边的可能路径数目，用下式计算：H*(x，0)＝F(x)+F(m′-x-1)-1，0≤x≤m′-1，H*(x，±1)表示从点u(0，0)到点(x，±1)间经过以该点(x，±1)为左端点的水平边的可能路径数目，用下式计算：H*(x，±1)＝(x+1)(m′-x)，0≤x≤m′-1，其中，F(x)表示在扩展边界框u-v中从u到(x，0)的可能路径数，表达式为：F(x)＝x2+x+1，F(m′-x-1)表示在扩展边界框u-v中从(x+1，0)到v(m’，0)的可能路径数，表达式为： F(m′-x-1)＝(m′-x-1)2+(m′-x-1)+1；pk2＝V*(x，y)/F(m′)，0≤x≤m′-1，-1≤y≤1，其中，m’为点u，v间的列数，V*(x，0)表示从u(0，0)到点(x，0)，并经过与点(x，0)向上或向下所连的垂直边的路径数，用下列表达式计算：V*(x，0)＝m′，0≤x≤m′，当u，v位于同一列时，设u，v之间的行数为m”，将上述表达式中m’的值用m”代入便计算出相应的pk1，pk2，然后，再将pk1，pk2累加到各边对应的pk上，k1，k2分别为各边的编号；步骤5快速布线步骤5.1对每一条线网进行布线，具体操作如下：步骤5.1.1读入用Prim算法划分后，并按划分顺序标过序号的两引脚段序列；步骤5.1.2标记第一个两引脚段中的任一个引脚点；步骤5.1.3从5.1.2中所指的引脚段开始，按标号顺序依次对于两引脚段序列中的每一个两引脚段，执行下列操作：步骤5.1.3.1检查当前的两引脚段的两个引脚是否都被标记；步骤5.1.3.2如果是，那么取下一个两引脚段，并重新转到步骤5.1.3.1；否则，将未标记的引脚作为起点，并执行下面步骤；步骤5.1.3.3将起点设为当前点u*，并对其标记被访问过；步骤5.1.3.4按照边界框布线的约定，找到与u*相邻的两个可行顶点集合Vp 和两条可行边的集合Ep＝{ek1，ek2}，按如下方法选择一条边：产生[0，1]之间的一个随机数，如果这个随机数不大于pk2ck1/(pk1ck2+pk2ck1)，那么选择与分子ck1对应的边ek1，即i＝k1，否则选择边ek2，即i＝k2；步骤5.1.3.5将被选边ei的另一个端点vi作为新的当前点u*；步骤5.1.3.6检查当前点是否被标记，如果未被标记，则标记该点并依照步骤5.1.3.4的方法选择下一个点；如果被标记，则记录所有经过路径；步骤5.2所有线网布好线后，对每条线网经过的边的通道使用量λk累加1，统计每条边上的使用量；步骤5.3计算各个边的拥挤度值ηk＝λk/ck；步骤6输出步骤6.1将拥挤估计结果和快速布线结果写入Si2推出的工业界标准的数据库平台OpenAccess；步骤6.2输出评测报告。