[發明專利]一種考慮先進技術的超大規模集成電路詳細布線方法

在審

• 申請號: 202010328463.6
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111553125A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 陳建利;朱自然
• 申請（專利權）人: 福州立芯科技有限公司
• 主分類號: G06F30/3947
• 分類號: G06F30/3947;G06F111/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發明涉及一種考慮先進技術的超大規模集成電路詳細布線方法，包括如下步驟：(1) 在現代連接約束下進行布局；(2) 將數據輸入問題抽象為m個網絡；(3) 生成每個網絡可能的候選連接以連接每個網絡的引腳；(4) 選擇有效網的連接邊；(5) 將詳細布線問題轉換為最小生成樹問題，并采用Prim算法優化布線，得到最終的詳細布線結果。該方法有利于提高可布線性，并優化線長。

技術領域

本發明屬于超大規模集成電路設計技術領域，具體涉及一種考慮先進技術的超大規模集成電路詳細布線方法。

背景技術

在超大規模集成電路（VLSI）設計流程中，布線被認為是最耗時且重要的階段。隨著現代電路設計需求的不斷增長，許多新的設計規則被引入以滿足高級要求的工業需求。而由于布線問題的復雜性，布線過程通常分為兩個階段：全局布線和詳細布線。在全局布線階段中，網絡在粗粒度網格結構上進行布線，目的是確定每個網絡將在其中進行布線的區域。在確定每個網絡的近似布線解決方案之后，詳細布線階段是找到所有網絡的確切布線。

目前已經針對VLSI詳細布線做了許多工作，這些工作可以分為兩類：基于迷宮布線的算法和基于線搜索的算法。基本的迷宮算法是Lee算法，它是廣度優先搜索方法的一種應用。在此之后，Hadlock通過應用A*啟發式搜索，提出了一種稱為最小繞行（MD）算法的最短路徑算法，該算法以路徑搜索過程中繞行的次數為指導。與Lee的算法相比，MD算法不僅在最短路徑階段花費更少的時間和更少的彎路次數，而且還可以獲得更好的布線結果。但是，基于迷宮布線的算法通常非常耗時。

為了節省運行時間和內存，現有技術已經提出了基于行搜索的算法來快速找到單形路徑。例如，Hetzal的算法是一種改進的A*算法，它搜索間隔而不是節點。但是，這些算法通常不能確保找到最短路徑（或一條路徑），從而限制了求解質量。另外，現有工作表明，不能直接修改基于線搜索的算法來有效地處理具有不同約束條件的布線問題。

在現代電路設計中，高性能芯片需要在此“決定生死”的過程中評估和考慮幾個相應的指標。為了優化繞過密集擁擠區域而導致的總布線長度，傳統的曼哈頓架構和搜索算法無法充分滿足某些工業要求。因此，工業界還引入了一些片上互連架構，以獲得更好的優化結果和更高的性能。例如，通常采用非曼哈頓路由/互連架構（8方向），以通過減小布線區域和過孔數量來避免浪費布線空間。

另外，隨著工業需求的快速發展，在詳細布線自動化工具中滿足設計規則變得越來越具有挑戰性。例如，需要通過滿足復雜的布線方向來考慮導線與障礙物之間的間距，并且每個網的布線結果不應與其他網重疊。因此，在詳細布線過程中，需要管理相應的度量標準以滿足約束和設計規則。

發明內容

本發明的目的在于提供一種考慮先進技術的超大規模集成電路詳細布線方法，該方法有利于提高可布線性，并優化線長。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種考慮先進技術的超大規模集成電路詳細布線方法，包括如下步驟：

(1) 在現代連接約束下進行布局；

(2) 將數據輸入問題抽象為m個網絡；

(3) 生成每個網絡可能的候選連接以連接每個網絡的引腳；

(4) 選擇有效網的連接邊；

(5) 將詳細布線問題轉換為最小生成樹問題，并采用Prim算法優化布線，得到最終的詳細布線結果。

進一步地，所述步驟(1)中，現代連接約束包含四個部分：

a、開放網：每個網絡的引腳都完全連接；如果網絡中的任何引腳斷開連接，則該網絡將被視為開放網絡，這種網絡將被視為故障電線；

b、短區域：如果通孔或金屬線與另一個通孔模型、金屬線或障礙物重疊，這些情況的所有交集部分都是需要避免的短區域，會發生短區域沖突；