基于SS序列集成電路不規(guī)則模塊布圖算法

SS序列(Single-Sequence)為一串互不重復(fù)的自然數(shù)序列，參考文獻(xiàn)[1]中SS解碼規(guī)則將 SS序列解碼作為相對(duì)應(yīng)的單元分布圖，并利用模擬退火算法[2]以一定的概率隨機(jī)改變單元內(nèi)模塊擺放順序、旋轉(zhuǎn)度及SS序列，通過SS解碼規(guī)則得出各單元模塊的水平/垂直約束圖，利用關(guān)鍵路徑算法[3]求出最終芯片的面積。但目前為止SS所解決的只是局限于對(duì)矩形硬模塊的布圖問題，而對(duì)于非矩形模塊或不規(guī)則形狀模塊的布圖尚未有很好的解決方法。隨著集成電路技術(shù)快速發(fā)展，模塊將不局限在以矩形形式出現(xiàn)，而是有可能以多種多樣的形狀更加靈活地出現(xiàn)在集成電路版圖上，但若仍以矩形的模式處理，必然會(huì)導(dǎo)致芯片面積的利用率不高，出現(xiàn)很多空間閑置的現(xiàn)象，因此尋找出一套簡(jiǎn)單易行的方法解決不規(guī)則模塊擺放的問題意義重大。

　　1 模塊的劃分

　　對(duì)于不規(guī)則模塊的先期處理是將其劃分為許多小矩形，從而避免了傳統(tǒng)算法將整個(gè)不規(guī)則模塊算為1個(gè)大矩形而帶來的面積浪費(fèi)。如圖1所示，由2個(gè)矩形合并而成，傳統(tǒng)分割法將其視為1個(gè)矩形整體，再利用SS序列算法將其放入版圖，如圖1(a)所示，造成了底面積的浪費(fèi)。SS序列無法區(qū)分模塊空白區(qū)域，而是將其視為一整體放入版圖，導(dǎo)致下部空白區(qū)域永遠(yuǎn)無法被其他模塊空間占用，帶來了較大浪費(fèi)，隨著模塊面積增大和不規(guī)則模塊數(shù)量增多，面積浪費(fèi)現(xiàn)象將更為嚴(yán)重。因此在輸入模塊數(shù)據(jù)前就應(yīng)將模塊進(jìn)行劃分，為了程序計(jì)算方便，規(guī)定為對(duì)模塊自上而下、以左邊為基準(zhǔn)進(jìn)行劃分，如圖1(b)所示將該不規(guī)則模塊劃分為 A、B兩個(gè)小矩形輸入數(shù)據(jù)，在SS算法處理過程中將其視為兩個(gè)連在一起不同的模塊，運(yùn)用區(qū)域模塊連接算法使其在變換的過程中始終保持緊密的連接在一起，如此則可充分利用下部空余的面積部分。對(duì)于有弧形的不規(guī)則模塊，應(yīng)以弧形最邊緣切線為起點(diǎn)畫一矩形將其包圍，如圖1(c)所示模塊。首先以整體模塊最左邊為基準(zhǔn)，即起始點(diǎn)，以上半部弧形右邊最頂點(diǎn)為終點(diǎn)，上弧形最頂點(diǎn)為上邊作一矩形，將該不規(guī)則模塊分為上下兩部分矩形。對(duì)于更為復(fù)雜的不規(guī)則模塊也是如此劃分。

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　　2 模塊區(qū)域連接算法

　　在劃分模塊后，存在許多相互需要連接在一起的小模塊，這時(shí)必須要建立新的序列來反映這些模塊間的相互關(guān)系。如圖2所示，SS布圖算法[4]分別變換SS序列及模塊數(shù)據(jù)序列的排列順序，將模塊數(shù)據(jù)序列一一對(duì)應(yīng)放入SS序列所生成的單元圖中，使得版圖不斷發(fā)生變化。因此加入了模塊區(qū)域連接序列后，應(yīng)在變換模塊數(shù)據(jù)序列前先將連接在一起的模塊放入SS序列所生成的單元中。算法規(guī)則如下：

　　(1)將劃分過的小矩形根據(jù)輸入的順序編號(hào)，將同一不規(guī)則模塊的小矩形歸為一組，不同組間由0相隔，從而生成反映模塊間相互連接關(guān)系的模塊區(qū)域連接序列。

　　(2)變換SS序列后，由于模塊是自上而下的劃分，因此需要找出SS單元圖中呈上下連接關(guān)系的單元號(hào)先放入不規(guī)則模塊。首先隨機(jī)選取1個(gè)SS序列號(hào)A，找出其相鄰下方的單元且水平位置最接近A的單元號(hào)B，即滿足公式Mbl(A)-1=Mas(B)并且Min(|Mbs(A)-Mbs(B)|)的 SS序列號(hào)。

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　　(3)將模塊區(qū)域連接序列中對(duì)應(yīng)的模塊(劃分后的小矩形)放入規(guī)則(2)所找出的單元中。

　　(4)根據(jù)模塊區(qū)域連接序列，交換與規(guī)則(2)所得的單元號(hào)相對(duì)應(yīng)的模塊數(shù)據(jù)序列。

　　(5)生成版圖。