[發明專利]一種多線程管理的集成電路仿真粗顆粒并行方法及裝置

有效

• 申請號: 202110459195.6
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN112989746B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 唐章宏;鄒軍;黃承清;汲亞飛;王芬
• 申請（專利權）人: 北京智芯仿真科技有限公司
• 主分類號: G06F30/392
• 分類號: G06F30/392;G06F30/398;G06F115/06
• 代理公司: 北京星通盈泰知識產權代理有限公司 11952
• 代理人: 李筱

本發明提供了一種多線程管理的集成電路電磁仿真粗顆粒并行方法及裝置，包括：基于所有待仿真的集成電路模型，確定出計算粗顆粒；創建管理進程，管理進程創建互斥體和線程，線程依據互斥體的狀態創建計算進程，對計算粗顆粒進行分發并管理；計算進程發送查詢指令，管理進程創建線程對查詢指令進行查詢并應答，計算進程依據線程的應答進行響應，完成分發的計算粗顆粒。本發明基于互斥體實現多線程的管理進程對多個計算進程實現高效無沖突的管理，確保處理同一集成電路模型的不同進程使用相同的網格進行電磁仿真，解決了常規并行計算因為同一集成電路模型采用不同網格帶來的隨機誤差導致響應曲線出現抖動的問題，提高集成電路仿真并行計算效率。

技術領域

本發明涉及集成電路仿真技術領域，特別涉及一種多線程管理的集成電路仿真粗顆粒并行方法及裝置。

背景技術

基于云計算平臺的超大規模并行計算是未來多用戶、多任務、以及多模型大規模仿真模擬的趨勢。在云計算平臺下，需要不同用戶在不同時段通過網絡提交不同模型的多個計算任務，這些計算任務形成計算隊列，最終按順序分配在千核、以及萬核以上的集群上運行，對于如何減少計算節點的等待時間、高效率的運行用戶提交的計算任務，從而減少計算任務在隊列中的等待時間不僅是提交計算任務的用戶最為關心的問題，而且是建設云計算平臺需要解決的最為核心的問題。針對多層超大規模集成電路的仿真，也可基于云計算平臺來實現。不同用戶通過云計算平臺提交不同的集成電路模型，提出不同的仿真需求，如集成電路的直流壓降分析、集成電路的電熱耦合分析、集成電路的電磁干擾和電磁兼容分析、以及集成電路的等效電路參數提取等，這些計算模型和計算任務，也將形成計算隊列被分配在集群上進行并行計算。而如何更快而不失精準的獲得每個集成電路模型、每個計算任務的計算結果是集成電路設計和優化提出的最大需求，也是超大規模集成電路仿真所追求的最終目標。

在千核、萬核以上的集群上對多模型、多計算任務的集成電路問題進行仿真時，最直接、最基本的提高仿真效率的方法是并行計算。其基本思路是將所有計算任務分割成小的、獨立的計算任務，然后將這些計算任務分配到不同的CPU核上進行計算，最終，將不同CPU核的計算結果進行收集，形成不同計算模型、以及不同計算任務的計算結果。在并行計算中，將計算任務進行分割的分割方法、以及分割順序等因素將直接影響并行計算的計算效率，理想的計算任務分割方法將使得所有模型、所有計算任務的計算速度提高N倍，這里的N為所用集群的CPU核數。然而，由于計算過程中有些計算的順序性、非獨立性、以及不可分割性等，將導致計算任務的實際分割和計算過程中不可避免的出現不同進程的等待和不同進程之間大量通信等現象，這些現象將導致最終的計算速度不能提高N倍，甚至遠遠低于N倍。

因此，本發明提供一種多線程管理的集成電路仿真粗顆粒并行方法及裝置，為一種高效的并行計算方法，其計算效率逼近理想計算效率。

發明內容

（一）發明目的

為克服上述現有技術存在的至少一種缺陷，本發明提供了一種多線程管理的集成電路仿真粗顆粒并行方法及裝置，為一種高效的并行計算方法，其計算效率逼近理想計算效率。

（二）技術方案

作為本發明的第一方面，本發明公開了一種多線程管理的集成電路仿真粗顆粒并行方法，包括：

基于所有待仿真的集成電路模型，確定出計算粗顆粒；

創建管理進程，通過管理進程讀取所有需要仿真的集成電路模型，定義對象存儲所述集成電路模型信息、所述集成電路模型的計算條件、所述集成電路模型的計算狀態，以及管理進程與計算進程的消息內容存儲；

管理進程創建互斥體和線程，線程依據互斥體的狀態創建計算進程，對計算粗顆粒進行分發并管理；所述互斥體為防止多個線程同時對同一對象進行操作的機制，其狀態包括：互斥體等待狀態：此時處于堵塞狀態，線程只能等待；互斥體空閑狀態：此時線程可進入工作；