[发明专利]一种两步模迭代法应用于混合尺寸单元电路设计

说明书

本发明提供了基于两步模系矩阵分裂迭代的混合尺寸单元电路设计方法，首先对多倍行高单元预处理成单倍行高子单元，然后对所有单元建立网络流，对其进行扩散，避免局部拥挤，接着将合法化问题等价为凸二次规划，并将二次规划问题等价地转换成线性互补问题，利用两步模系矩阵分裂迭代法求解，最后将多倍行高标准单元进行复原并放置到行中的可放置位上，并对余下的非法单元进行处理；与现有技术相比，本发明通过一种前向扫描和向后扫描技术，通过选取两对合适的分裂矩阵M₁,N₁,M₂,N₂，能够加快迭代过程的收敛速度，快速得到合法化问题的高质量邻域解，能减少线性互补问题求解过程中的迭代次数以及运行时间，进一步提升布局阶段设计效率。

技术领域

本发明涉及超大规模集成电路物理设计自动化领域，具体涉及一种两步模迭代法应用 于混合尺寸单元电路设计，可用于混合尺寸标准单元电路的合法化过程。

背景技术

多年来，单倍行高标准单元布局一直占据着主导地位。然而，随着高级技术节点设要 求的复杂性增加，混合尺寸标准单元电路布局逐渐被引入到超大规模集成电路设计中。通 常，如反相器这类简单的单元被设计成单倍行高，而触发器这类复杂单元则被设计成多倍 行高；在物理设计综合中，布局阶段的目标是确定各个单元在版图中的位置以及方向。

布局问题是NP-难问题，且每个电路设计中的标准单元数据庞大，使得解空间爆炸， 精确求解几乎变得不可能；因此通常采用一些近似方法来获得近似最优解，以避免直接求 解的计算时间复杂度；然而，如何快速、高效地逼近最优解是当前亟待解决的一个问题。

为简化布局阶段的设计复杂度，通常将该阶段进行分解成三个子阶段，即全局布局、 合法化、详细布局阶段。全局布局阶段中会暂时忽略单元间重叠，以最小化线长为目标； 合法化则是消除上一阶段中产生的单元重叠，并间单元对齐到行中的可放置位置中去；详 细布局阶段会通过单元交换等操作来进一步细化前序阶段的布局结果；由于标准单元的异 质结构，使得合法化问题变得愈加复杂；现有的合法化算法主要有启发式算法、解析式算 法；启发式算法具有求解速度快的优点，然而容易陷入局部最优解；解析式算法则能从全 局角度对问题模型进行分析，更有可能产生高质量邻域解；陈建利等(CN106971042 A) 提出了将合法化问题中二次规划问题转化成线性互补问题，并应用模系矩阵分裂迭代法对 线性互补问题进行求解；从全局角度出发，进一步提高求解线性互补问题的收敛速度，但 是其迭代次数以及运行时间都比较长，布局阶段设计效率低。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种两步模迭代 法应用于混合尺寸单元电路设计，该方法由前向扫描和向后扫描组成，能减少线性互补问 题求解过程中的迭代次数以及运行时间，进一步提升布局阶段设计效率。

为了实现以上目的，本发明提供一种两步模迭代法应用于混合尺寸单元电路设计，用于混 合尺寸标准单元电路的合法化过程，包括如下步骤：

S1:对标准单元进行预处理，将多倍行高标准单元分割为多个单倍行高标准子单元；

S2:将标准单元进行扩散；

S3:将混合尺寸标准单元合法化问题表示为二次规划数学模型；

S4:将二次规划模型转换成线性互补问题；

S5:利用两步模系矩阵分裂迭代法求解线性互补问题；

S6:将多倍行高标准单元分割成的子单元的x坐标进行统一，并对齐到行中的可放置 位上；

S7:对剩余的非法单元进行合法化处理。