基于扇圓的多扇出路徑的中繼器插入方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化納米工藝下的中繼器插入優(yōu)化多扇出路徑的方法，使其數據路徑更快地達到時序收斂要求，降低中繼器的插入數目。
【背景技術】
[0002]當集成電路工藝進入到納米級之后，VLSI設計正面臨著更加嚴峻的挑戰(zhàn)，諸如電路的時延、成本、功耗、可靠性等問題。據預測，80%以上的關鍵路徑延時是由互連產生的，因此，互連線延時已成為決定芯片性能好壞的關鍵因素。
[0003]為了保證芯片設計能夠達到時序收斂的目標，互連線的延時優(yōu)化就顯得格外重要，其中，中繼器插入方法是減小互連線延時最常用、最有效的方式之一。
[0004]緩沖器插入對線長優(yōu)化的方法有很多種。有人綜合考慮了工藝的變化對互連延時的影響，Alpert 等人在論文 Wire segmenting for improved buffer insert1n 中提出同時權衡緩沖器的插入級數并進行互連線調整的方式的時序優(yōu)化算法。Narasimhan等人在論文Variability aware low-power delay optimal buffer insert1n for globalinterconnects中提出一種基于概率分布和接收程度的緩沖器插入的延時優(yōu)化算法，其綜合考慮了由于工藝的變化對互連線延時的影響。

【發(fā)明內容】

[0005]針對40納米工藝下物理設計中存在一些多扇出互連網絡，采用EDA (ElectronicDesign Automat1n，電子設計自動化)工具自動優(yōu)化可能引起插入的中繼器數量過多，從而導致局部單元密度過高所引起的電壓降和擁塞問題，本發(fā)明提出一種基于扇圓的多扇出路徑的中繼器插入方法。本發(fā)明該方法通過同時考慮多扇出路徑的線長、扇入點之間的位置關系以及鄰近扇入點所能共用的驅動單元的負載情況，最大限度地緩解布線及單元擁塞。通過將鄰近的扇入點進行分組優(yōu)化，和線長預估模型對線長進行預估等最終確定中繼器插入點的位置進而達到優(yōu)化線長的目的。
[0006]該方法的提出旨在保證中繼器插入級數較低且插入位置較優(yōu)的目標，盡可能地使得中繼器的插入位置起到有的放矢的作用，從而保證對多扇出路徑獲得較好的優(yōu)化效果。從應用方面來講，該方法可以作為傳統(tǒng)EDA工具優(yōu)化數據路徑方法的補充，用于芯片物理設計布線優(yōu)化關鍵路徑的一種方法。根據STA(Static Timing Analysis，靜態(tài)時序分析)結果，本流程的方法應用僅篩選出關鍵路徑來進行延時的優(yōu)化。
[0007]假設路徑的扇入點為n，本發(fā)明通過對鄰近的扇入點進行分組優(yōu)化及線長判定，進而確定緩沖器的插入位置，從而獲得優(yōu)化線長的效果。
[0008]具體地，一種基于扇圓的多扇出路徑的中繼器插入方法，包括以下步驟:
[0009]第一步，獲取所有需要優(yōu)化的單元扇出端的坐標集合；
[0010]第二步，從左至右、從上至下遍歷所有多扇出路徑所對應的扇入點，選取距離原點坐標(0，0)最近的兩個扇入點；
[0011]第三步，找出能覆蓋選取兩扇入點的最小圓；
[0012]第四步，如果當前圓的直徑d小于設定值1，繼續(xù)選取下一個扇入點，并找出能覆蓋所有已選取扇入點的最小圓，直到所成圓的直徑值d大于設定值1或者所成圓內包含的扇入點的數目大于設定值X，即完成一組扇入點的分組；
[0013]第五步，循環(huán)一到四步驟，直到所有的扇入點被分成N組，即分組完畢；
[0014]第六步，對每一組的扇入點找出能夠包圍它們的最小長方形；找到各個長方形的中心點，并在各個長方形的中心點位置插入緩沖器；
[0015]第七步，分別從扇出點連線到各個長方形的中心點，在連線上從扇出點開始長度正好為1的整數倍的位置均相應插入緩沖器。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0017]本發(fā)明優(yōu)于EDA工具自動優(yōu)化多扇出路徑的優(yōu)化方法。主要原因在于:本發(fā)明提出的是一種同時考慮線長和擁塞的中繼器插入優(yōu)化方法，能減少插入的中繼器數量，緩解擁塞問題，并優(yōu)化互連延時。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的流程圖。
[0019]圖2(a)為本發(fā)明優(yōu)化一條多扇出路徑得到兩個扇入點的劃分示意圖。
[0020]圖2(b)為本發(fā)明優(yōu)化一條多扇出路徑得到三個扇入點的劃分示意圖。
[0021]圖2(c)為本發(fā)明優(yōu)化一條多扇出路徑得到四個扇入點的劃分示意圖。
[0022]圖2(d)為本發(fā)明優(yōu)化一條多扇出路徑的所有扇入點的劃分示意圖。
[0023]圖2(e)為本發(fā)明優(yōu)化所有多扇出路徑扇入點的劃分示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明優(yōu)化多扇出路徑的扇入點分組示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明優(yōu)化多扇出路徑的中繼器插入點示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及有益效果更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當注意，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]圖1為本發(fā)明方法流程圖。本發(fā)明具體的步驟為:
[0028]假定某路徑連接到η個端口(1，2，3...η)，其中第η個端口為扇出點，第1?第n-1個端口為扇入點，判定多扇出路徑的線長值是否需要優(yōu)化，優(yōu)化條件為線長值根據線長預估模型計算即該條路徑的曼哈頓距離記為L，若大于設定值1則參加優(yōu)化，否則停止優(yōu)化。
[0029]圖2 (a)?圖2(e)為多扇出路徑的扇入點劃分不意圖。具體的步驟為:
[0030]1)對所有鄰近的扇入點進行劃分，取得同一條路徑中距離原點坐標最近的兩點，假定為圖2(a)中兩點A、B，即被分在同一組的兩個扇入點。
[0031]2)連接A、B兩點，取其中點為P，以點P為圓心，點A、B連線為直徑成圓，即為覆蓋兩點的最小圓，如圖2(a)所示，并判斷其直徑是否大于設定值1以及當前所成圓覆蓋扇入點數目是否大于設定值X，若以上兩個條件任一滿足則停止尋點，否則繼續(xù)尋找鄰近扇入點；直到將所有的扇入點以這樣的方式連線。
[0032]3)以上述方式，尋找與其兩點(A和B)中任意一點鄰近的另一個扇入點，即得到點C，如圖2(b)所示，循環(huán)步驟2)操作進行線長判定，假設直徑值小于設定值1，即尋找到第四個扇入點，即點D，如圖2(c)所示；
[0033]4)循環(huán)遍歷1)到3)步驟，直到所成圓的直徑值d超過設定值1或當前所成圓覆蓋扇入點數目大于設定值X時，當前所成圓覆蓋的所有扇入點即構成一組扇入點的分組，如圖2 (d)所示；
[0034]5)對于剩余的扇入點重復1)到4)的步驟，將所有扇入端口分組完畢，得到的分組集合為G1、G2、…、Gi，其中1< = i< = n-1 ;如圖2(e)所示。
[0035]圖3為組內緩沖器插入點確定的示意圖。具體的步驟為:
[0036]6)對每一組的扇入點找出能夠包圍它們的最小長方形。找到各個長方形的中心點P1?Pi，在各個長方形的中心點位置插入緩沖器，如圖3所示。插入的緩沖器連接該組內所有扇入點的線長近似于這一長方形的半周長；
[0037]圖4為扇出點與各組間的緩沖器插入點確定示意圖。具體的步驟為:
[0038]7)分別從扇出點連線到各個長方形的中心點。在連線上從扇出點開始長度正好為1的整數倍的位置均相應插入緩沖器。
【主權項】
1.一種基于扇圓的多扇出路徑的中繼器插入方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，獲取所有需要優(yōu)化的單元扇出端的坐標集合； 第二步，從左至右、從上至下遍歷所有多扇出路徑所對應的扇入點，選取距離原點坐標(0，0)最近的兩個扇入點； 第三步，找出能覆蓋選取兩扇入點的最小圓； 第四步，如果當前圓的直徑d小于設定值1，繼續(xù)選取下一個扇入點，并找出能覆蓋所有已選取扇入點的最小圓，直到所成圓的直徑值d大于設定值1或者所成圓內包含的扇入點的數目大于設定值X，即完成一組扇入點的分組； 第五步，循環(huán)一到四步驟，直到所有的扇入點被分成N組，即分組完畢； 第六步，對每一組的扇入點找出能夠包圍它們的最小長方形；找到各個長方形的中心點，并在各個長方形的中心點位置插入緩沖器； 第七步，分別從扇出點連線到各個長方形的中心點，在連線上從扇出點開始長度正好為1的整數倍的位置均相應插入緩沖器。2.根據權利要求1所述的基于扇圓的多扇出路徑的中繼器插入方法，其特征在于:假定某路徑連接到η個端口(1，2，3...η)，其中第η個端口為扇出點，第1?第η_1個端口為扇入點； 1)對所有鄰近的扇入點進行劃分，取得同一條路徑中距離原點坐標最近的兩點A、B，即被分在同一組的兩個扇入點； 2)連接A、B兩點，取其中點為P，以點P為圓心，點A、B連線為直徑成圓，并判斷其直徑是否大于設定值1以及當前所成圓覆蓋扇入點數目是否大于設定值X，若以上兩個條件任一滿足則停止尋點，否則繼續(xù)尋找鄰近扇入點；直到將所有的扇入點以這樣的方式連線； 3)按照步驟2)，尋找與A、B兩點中任意一點鄰近的另一個扇入點，即得到點C;繼續(xù)循環(huán)步驟2)操作進行線長判定，假設直徑值小于設定值1，即尋找到第四個扇入點，即點D ; 4)循環(huán)遍歷1)到3)步驟，直到所成圓的直徑值d超過設定值1或當前所成圓覆蓋扇入點數目大于設定值X時，當前所成圓覆蓋的所有扇入點即構成一組扇入點的分組； 5)對于剩余的扇入點重復1)到4)的步驟，將所有扇入端口分組完畢，得到的分組集合為 G1、G2、…、Gi，其中 1〈 = i〈 = n-1 ; 6)對每一組的扇入點找出能夠包圍它們的最小長方形；找到各個長方形的中心點P1?Pi，在各個長方形的中心點位置插入緩沖器； 7)分別從扇出點連線到各個長方形的中心點，在連線上從扇出點開始長度正好為1的整數倍的位置均相應插入緩沖器。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于扇圓的多扇出路徑的中繼器插入方法，假設路徑的扇入點為n，本發(fā)明通過對鄰近的扇入點進行分組優(yōu)化及線長判定，進而確定緩沖器的插入位置，從而獲得優(yōu)化線長的效果。本發(fā)明優(yōu)于EDA工具自動優(yōu)化多扇出路徑的優(yōu)化方法，其是一種同時考慮線長和擁塞的中繼器插入優(yōu)化方法，能減少插入的中繼器數量，緩解擁塞問題，并優(yōu)化互連延時。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105302947
【申請?zhí)枴緾N201510670285
【發(fā)明人】劉必慰, 張民選, 李振濤, 劉祥遠, 郭陽, 陳書明, 韓笑, 孫永節(jié), 陳躍躍
【申請人】中國人民解放軍國防科學技術大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月16日