芯片級多層布線關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、布線系統(tǒng)分成兩步：總體布線和詳細布線。為了降低問題復雜度，傳統(tǒng)布線通常采用基于均勻網(wǎng)格圖的有網(wǎng)格布線。但本質(zhì)上來講，布線資源是一個連續(xù)區(qū)域，布線應該是可采用變線寬、變線間距的無網(wǎng)格布線。因此，隨著計算機硬件計算能力的不斷提高，國內(nèi)外對無網(wǎng)格布線的研究越來越多。 本論文在對國內(nèi)外有關(guān)無網(wǎng)格布線最新技術(shù)以及大規(guī)模布線問題中的各關(guān)鍵布線技術(shù)進行深入研究和深刻總結(jié)的基礎(chǔ)上，針對性能驅(qū)動的芯片級多層布線流程，對總體布線、無網(wǎng)格詳細布線等關(guān)

2、鍵技術(shù)進行了深入研究，提出了時延和可制造性等多方面性能優(yōu)化的一系列有效的布線算法。同時我們也對作為總體布線和詳細布線橋梁的過點分配方法進行了初步研究。 針對現(xiàn)有無網(wǎng)格布線算法以布通率為主要目標，而很少考慮時延等性能優(yōu)化的現(xiàn)狀，本論文提出了一個時延驅(qū)動的多層總體布線算法。算法采用一種多層次的“V”字形工作流程，分粗化和細化兩步完成布線。粗化階段，采用Top-Down的方式逐級縮小問題規(guī)模，直到到達能夠處理的層次；細化階段，采用Do

3、wn-Top的方式逐漸細化布線解，當重新到達最頂層，總體布線解確定。在粗化階段的最粗層，針對大線網(wǎng)布線，專門提出了一個滿足時延約束的多線網(wǎng)布線算法。該算法通過引入軟邊和移動斯坦納點概念，來推遲精確走線的確定時機，以避免過早固定走線帶來的盲目性，為布線提供更加全局化的考慮和極大的布線靈活性。 針對多層無網(wǎng)格區(qū)域布線的特性，需要一個新的過點分配算法CPA，以滿足噪聲約束，最小化通孔數(shù)。本論文對過點分配算法進行了初步研究：首先根據(jù)障礙

4、物信息將小方塊邊界分解成多個區(qū)段，再分兩步解CPA問題：粗略過點分配CCPA和精細過點分配RCPA。在CCPA階段，根據(jù)噪聲約束計算每個過點的安全線間距并將其分配到一個區(qū)段。CCPA算法采用有效的圖布線算法，以最小化通孔數(shù)并確保沒有區(qū)段溢出為目標；在RCPA階段，為每個過點確定精確的位置，使其滿足噪聲約束，并使同一線網(wǎng)的過點對對齊數(shù)最大化。 詳細布線階段，本論文提出了一種基于非均勻網(wǎng)格圖的多層無網(wǎng)格區(qū)域布線算法。算法首先通過一個

5、考慮時延性能的最小化半徑和費用的生成樹算法MCSTMR將待布多端線網(wǎng)進行解耦，形成兩端線網(wǎng)集合。然后通過一種自適應迭代策略，將多層布線轉(zhuǎn)化為H-V布線層對序列來處理。當處理單個H-V布線層對時，根據(jù)當前處理的布線層對的障礙物集合，形成非均勻網(wǎng)格圖，為迷宮布線建立基礎(chǔ)圖模型。在非均勻網(wǎng)格圖上，利用改進的迷宮布線算法順序處理兩端線網(wǎng)集合，獲得詳細布線解。針對布線無網(wǎng)格特性，論文主要改進了迷宮算法的搜索策略，并通過二維區(qū)間樹這一特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)