基于Single-Sequence考虑布线区域的布图规划设计及其实现

摘要

集成电路(IC)是在半导体基片上形成的完整的电子线路，它是上世纪五十年代末期，随着半导体晶体管硅平面技术的发展而出现的一种新型电子器件。当前芯片里的电路与系统日趋复杂，超大规模集成电路(VLSI)设计技术水平也在逐渐提高。VLSI设计中一般采用分级设计的方法，这种设计方法是将VLSI这一复杂的电路系统分解成许多可处理的子系统。布图设计过程是整个VLSI分级设计中非常关键的步骤之一，它的目的是从电路元件说明和网络表中产生出版图。在布图设计中，一般是以具有一定逻辑功能的单元作为基本电路，其中积木块布图设计(BBL)是以任意形状模块作为基本单元的一种设计模式，它对于通用芯片的设计具有很实际的意义。
　　 本文首先介绍了VLSI设计的分类、几种全定制模式下常用的设计方法以及布图设计自动化的重要性。然后介绍了Single-Sequence的编码和解码方法，它使布图规划与Single-Sequence对应起来，这样的编码易于被计算机识别，同时介绍了Single-Sequence的一些性质和应用。接下来介绍如何运用模拟退火(Simulated Annealing)算法对布图规划进行优化。这样，整个布图规划的优化问题就转化为编码变换的问题，其中又介绍了一些算法如约束图的生成算法及关键路径算法等。在编码变换达到最优情况下，将经变换的编码解码成布图规划，这样实现了从初始图到最优图的一个过程，并给出实验结果。最后，是本文的创新之处。在前面介绍的基础上，首次将Single-Sequence用于解决考虑布线区域的布图规划优化问题，提出了使用Single-Sequence解决布线区域的算法，最后给出了完整解决方案和实验结果，并与传统方法进行了比较。实验结果表明Single-Sequence在解决布线区域以及芯片布局面积最小化等多目标优化时非常实用有效。