[发明专利]仿生自修复硬件快速布线方法及系统

说明书

本发明提供一种仿生自修复硬件快速布线方法及系统，包括：将线网映射到仿生自修复硬件上；对映射后的仿生自修复硬件进行故障检测，直至检测出故障细胞C；在线网中拆除故障细胞C以及与故障细胞C相连的细胞连线，获得拆线后的线网；计算拆线后的线网到备用细胞C′的布线路径；根据布线路径连接线网与备用细胞C′，并将故障细胞C关联的功能节点迁移至备用细胞C′，即完成线网修复。通过在拆线过程中只对故障细胞以及与故障细胞相连的部分线网进行拆除，随后在原有的剩余线网的基础上找寻一条较优的可行路径完成布线，既不会影响其他线网的正常运行，也能有效的节约布线资源，同时保持良好的实时性。本发明应用于电子电路可靠性领域。

技术领域

本发明涉及自动布线领域，尤其涉及一种仿生自修复硬件快速布线方法及系统。

背景技术

仿生自修复硬件始于Mange等人借鉴多细胞生物体发育过程提出的一种新型现场可编程门阵列。其基本思想是将仿生机理应用于电子电路设计过程中，使电子电路能够像生物一样根据工作环境的变化自主地、动态地改变自身结构与参数以获得期望的性能，具有类似于生物的自适应、自修复等特性。

仿生自修复硬件的最小结构功能单元是一种通用的可重构的电子细胞，细胞内包含配置寄存器，用来模拟生物细胞的基因组，记录细胞的配置信息，细胞具体功能由各自配置信息决定。仿生自修复硬件的整体功能则由各个细胞协同完成。每个细胞包含一个细胞级自测试单元，当细胞发生故障时，故障细胞发出“出错”信号，触发细胞阵列实施在线重构。每个细胞重新选择配置信息，再分化为执行新功能的细胞，如果空闲细胞数目足够，原阵列的整体功能可保持不变。

仿生自修复硬件的布线是将各个功能细胞通过可编程开关、互连线等布线资源连接起来的一种操作。传统的仿生自修复硬件重构机制如行列移除机制、单细胞移除机制、lala、Yang等人提出的重构策略，其重构时用来替换故障细胞的空闲细胞只局限于故障细胞周围较小的范围内。从布局与布线相互制约角度来看，重布线的复杂性限制了重布局时空闲细胞的选取，只能选择邻近故障细胞的空闲细胞来代替故障细胞；反过来，如果重布局时空闲细胞的物理位置距离故障细胞较远，则重布线的复杂度也会相应的增加。近邻替换是一种为了减少重布线复杂度而牺牲了空闲细胞利用率的一种方案，但重构速度较快，拥有较好的实时性。一般离线重构方案，将故障细胞所在线网完全拆除，然后重新进行布线，这种方案可以使得空闲细胞利用率最大化，但耗费时间较长，无法保证一些故障设备对自修复实时性的要求，并且浪费布线资源。

发明内容

针对现有技术中的布线方案实时性较低且布线资源浪费较大的问题，本发明的目的是提供一种仿生自修复硬件快速布线方法及系统，在拆线过程中只拆除故障细胞以及与故障细胞相连的线网部分，既不会影响其他线网的正常运行，也能有效的节约布线资源，同时保持良好的实时性。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种仿生自修复硬件快速布线方法，其采用的技术方案是：

一种基于仿生自修复硬件的线网修复方法，包括以下步骤：

S1、建立仿生自修复硬件线网修复模型：将线网映射到仿生自修复硬件上；

S2、对映射后的仿生自修复硬件进行故障检测，直至检测出故障细胞C；

S3、在线网中拆除故障细胞C以及与故障细胞C相连的细胞连线，获得拆线后的线网；

S4、计算拆线后的线网到备用细胞C′的布线路径；

S5、根据步骤S4中的布线路径连接线网与备用细胞C′，并将故障细胞C关联的功能节点迁移至备用细胞C′，即完成线网修复。

作为上述方案的进一步改进，步骤S1中，所述将线网映射到仿生自修复硬件上具体包括：

功能映射：将线网中的功能节点映射到仿生自修复硬件上成为仿生自修复硬件的细胞；