[發明專利]一種甚大規模集成電路版圖數據支持方法

有效

• 申請號: 200910210674.3
• 申請日: 2009-11-05
• 公開（公告）號: CN102054073A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 于士濤;李志梁
• 申請（專利權）人: 北京華大九天軟件有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F12/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種甚大規模集成電路版圖數據支持方法屬于半導體集成電路設計自動化領域，主要涉及后端版圖處理，尤其對甚大規模版圖設計和驗證提供數據支持解決方案。

背景技術

隨著半導體集成電路工業的發展，特別是納米級IC設計的出現，版圖數據規模迅速膨脹。目前，單個版圖層次描述文件的尺寸可達幾百GB的規模，預計很快就會突破TB規模。這對版圖的設計和驗證操作提出了很大挑戰：

第一，關于時空效率。當數據規模不大時用戶主要關注處理的時間效率；但隨著數據規模的迅速膨脹，內、外存的容量均顯緊張，空間效率也成了不可忽視的問題，二者同等重要。例如，在對版圖進行DRC驗證時，首先要對版圖進行預處理，預處理結果的尺寸往往與輸入文件是相當的。對于幾百GB的輸入文件，必定需要借助外存擴展內存容量。而此時用戶磁盤已經存放了幾百GB的輸入文件，很可能已經沒有足夠的空間存放中間結果。

第二，關于地址空間。甚大規模集成電路版圖的數據量遠遠大于4GB(2^32?Bytes)，而用戶的計算機硬件配置及操作系統可能都是32位的，內存尋址能力有限，無法表示并處理甚大規模的版圖數據。

第三，關于頁面交換。隨著數據規模的迅速膨脹，內存嚴重不足，引發大量的虛擬內存頁面換入換出操作。而操作系統的頁面交換策略是通用的，沒有針對版圖處理進行優化，在程序邏輯設計得不夠良好時，甚至會造成頁面在內、外存之間抖動，明顯影響執行效率。在這種情況下，研發人員常常采用的“空間換時間”處理策略也不再有效，甚至因為加重了程序的空間負擔，引起反作用。

總之，當版圖數據規模迅速膨脹時，時間和空間消耗都會迅速增加，空間消耗會通過內、外存交換操作，轉化為更多的時間消耗，造成用戶對處理效率難以接受，導致甚大規模版圖處理在工程上的“不可解”性。

針對如此龐大的數據規模，業界已經出現了比較成熟的版圖文件格式OASIS(OpenArtwork?System?Interchange?Standard)，以壓縮格式表示版圖信息。OASIS有效利用了版圖數據局部性特征(即大多數圖形尺寸以及圖形間距都處于局部尺度范圍內)，綜合采用了增量存儲、提取公因子、隱含省略、二次壓縮等策略，獲得高達10至50倍的壓縮比，受到EDA工具供應商的廣泛支持。但是，OASIS本身不支持壓縮狀態的數據比較操作，無法直接應用于處理過程，只能夠作為數據交換格式。版圖處理過程中仍然需要將OASIS格式的數據解壓縮使用。

另外，一些通用的大規模數據處理策略也在一些工具的研發中被引入，例如并行和分布式處理等。并行和分布式處理能夠更加充分地利用存儲資源和計算資源，有效提高時間效率，但是由于沒有簡單高效的數據支持方案，工具的設計和維護往往變得十分復雜。

發明內容

本發明針對甚大規模集成電路版圖處理過程中所面臨的內存地址不足、內存空間有效利用率低、進而加劇時間負擔、導致版圖處理問題最終不可解等問題，提出了一種甚大規模集成電路版圖數據支持方法。此方法特別針對集成電路版圖處理，從數據使用方式和內存擴展方式兩個角度，實現數據支持解決方案，全面高效地解決處理過程中所面臨的問題。

本發明的主要技術方案包括以下兩個方面：

第一，數據使用方式為“處理過程中直接使用壓縮數據”，其可行性依賴于一種有界可比數據壓縮的方法，使得數據在壓縮狀態即可被上層處理邏輯快速識別并處理，提高內、外存的有效利用率，增強問題的可解性。

從OASIS的巨大壓縮比可以看出版圖處理過程中，如果完全采用非壓縮的數據，其內、外存空間有效利用率將非常低。最理想的解決方案是讓壓縮狀態的數據在局部范圍內自描述邊界，并支持快速的比較，進而在復制、比較的基礎上實現排序、查找。這種壓縮數據的存儲位置，可能在內存頁面中，也可能被交換到外存磁盤文件上。關鍵問題不是存儲位置，而是數據在壓縮狀態即可被上層處理邏輯快速識別并處理。這對原有的“處理過程中必須使用非壓縮數據”的數據使用方式是一個重大改進。

通過對版圖數據特征的深入分析，本發明提出有界可比數據壓縮的方法。這是一種全新的數據表達方法，是本發明最重要的創新之處。此方法通過以下方式實現：

①壓縮格式：采用一種有界可比的數據壓縮格式，壓縮狀態的數據在局部范圍內自描述邊界，并支持快速的比較。該格式同時支持高效的壓縮、復制、比較、解壓操作，在上層處理過程中不必解壓縮，可以直接使用，從而有效提高內、外存的有效利用率。

②壓縮策略：利用版圖數據的局部性特征，采用增量存儲、提取公因子、隱含省略等策略，實現較高的壓縮比。