[發明專利]集成電路版圖驗證并行處理解決方案

無效

• 申請號: 201110180131.9
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102855339A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 宋德強;王國慶;王鵬
• 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;G06F9/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種適用于集成電路版圖驗證工具中的并行處理方案，所屬的技術領域是集成電路計算機輔助設計領域，尤其是涉及集成電路版圖的設計規則檢查(DRC)和版圖與原理圖的一致性檢查(LVS)領域。

背景技術

近30年來，集成電路技術一直按照“摩爾定律”向前發展。芯片的特征尺寸越來越小，單個芯片的集成度也越來越高。隨著芯片規模的擴大，在集成電路設計的各個階段所需驗證的設計規則也在不斷增多。其中集成電路版圖的設計規則檢查(DRC)以及集成電路版圖與原理圖的一致性檢查(LVS)變得越來越重要，它們對于消除錯誤、降低設計成本和減少設計失敗的風險具有重要作用。在超大規模集成電路設計中，版圖規模急劇膨脹，如何在有效時間內完成設計方案的驗證工作成為各大EDA廠商急需解決的問題。

并行處理包括分布式處理和多線程兩種關鍵技術。分布式處理研究如何把一個需要非常巨大的計算能力才能解決的問題分成許多小的部分，然后把這些部分分配給許多計算機進行處理，最后把這些計算結果綜合起來得到最終的結果。多線程是處理對象粒度比分布式更小的并行處理方式。分布式處理每個處理單位的數據處理對象是一個進程，而多線程的處理對象是一個線程。每個正在系統上運行的程序都是一個進程。每個進程包含一到多個線程。進程也可能是整個程序或者是部分程序的動態執行。線程是一組指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里獨立執行。也可以把它理解為代碼運行的上下文。所以線程基本上是輕量級的進程，它負責在單個程序里執行多任務。通常由操作系統負責多個線程的調度和執行。線程是程序中一個單一的順序控制流程。在單個程序中同時運行多個線程完成不同的工作，稱為多線程。線程和進程的區別在于，多個進程有不同的代碼和數據空間，而多個線程則共享數據空間，每個線程有自己的執行堆棧和程序計數器為其執行上下文。線程的運行中需要使用計算機的內存資源和CPU。

無論進程調度還是線程調度，都可以用統一的生產者-消費者模型描述。在這個模型中，有1個(或多個)生產者每隔一段時間就生產出一件產品，放入緩沖區中，有1個(或多個)消費者每隔一段時間就從緩沖區取出一件產品消費。緩沖區的大小是有限的，如果生產者發現緩沖區已滿，只能暫停生產，直到消費者繼續消費一個產品使緩沖區不滿才能繼續生產。如果消費者發現緩沖區已空，也只能等待生產者生產一個產品。簡單的生產者-消費者模型如圖1所示。

進程調度的輸入是命令圖。命令圖是一組命令的集合，命令之間有依賴關系，即一條命令的結果可能會是另外一條命令的輸入。線程調度的輸入是單元(Cell)拓撲關系圖，這是一種樹形圖，最頂層單元是根，而最低層是葉子節點，從最頂層單元到最低層單元是一種調用關系。單元是集成電路設計的基本邏輯單位，單元之間可以相互調用，一個單元內部是一些來源于不同物理層(Layer)的圖形和其他單元實例(Instance)的集合。

發明內容

本發明針對甚大規模集成電路版圖驗證過程中所面臨的運行速度過慢，運行時間過長，導致版圖驗證最終不可解的問題，提出了一種基于分布式和多線程技術的并行處理解決方案。在實際工程應用中，此方案能夠極大加速版圖驗證工具的運行速度，提高可驗證版圖規模。

本發明的主要技術方案包括以下兩個模型：

1.命令調度Manager-Worker模型。

在Manager-Worker模型中，Manager是生產者，Worker是消費者。Manager負責生產出每條命令，由Worker執行，Worker執行完畢后將結果反饋給Manager，Manager獲得結果后生產出新的命令，直到所有命令都執行完畢。因此，Manger的工作方式包括了以下幾個步驟：

(1)編譯命令文件，生成命令調度圖。命令調度圖是一種拓撲有向圖，其中的節點表示命令，弧表示數據依賴關系。

(2)讀入GDS文件，生成單元調用拓撲關系圖。GDS是集成電路路版圖的一種標準文件格式。

(3)生成待處理命令。待處理命令即命令圖中入度為0的節點。

(4)調度待處理命令。將命令發向一個空閑的Worker。如果沒有Worker空閑，則Manager等待。Manager和Worker之間的通信使用Socket。Worker和Worker之間不進行任何通信。

(5)接收命令結果。Manager在進行調度的同時要接收Worker命令結果反饋，當有結果反饋時，Manager要計算新的入度為0的命令節點。