[发明专利]基于变邻域搜索算法的三维集成电路分区方法与系统

权利要求书

1.一种基于变邻域搜索算法的三维集成电路分区方法，其特征在于，所述三维集成电路分区方法包括以下步骤：

S1、定义包含多个电路元件和网的三维集成电路分区后的目标层数为m，并根据预设图划分方法对所述三维集成电路进行划分，得到n个初始分区；

S2、根据预设线性排序方法对所述初始分区进行线性排序，并计算每一次所述初始分区经过线性排序得到的TSV数量，得到关于所述初始分区堆叠后所述TSV数量最少以及所述电路元件与所述初始分区对应的初始解，步骤S2包括以下子步骤：

S21、定义n个所述初始分区中的第一个分区作为种子层s，并将进行线性排序前的所述TSV最佳值设置为无穷大，两个不相邻的所述初始分区a、b连接所需要的TSV数量为a-b，所述TSV数量满足如下计算式：

其中，Φ为所述网的集合，w_e为所述网的预设权重；

S22、以所述种子层s为底层，重复将其余的所述初始分区中与所述种子层连接所需的TSV数量最多的分区堆叠在所述种子层上层，直到所有所述初始分区都堆叠完成，得到堆叠分区；

S23、在所述堆叠分区中，将每n/m个连续的堆叠分区合并，得到m个初始层；

S24、计算m个所述初始层连接所需的总TSV数量；

S25、将所述总TSV数量与所述TSV最佳值进行比较，若所述总TSV数量的值较小，则将所述总TSV数量的值赋予所述TSV最佳值；

S26、在步骤S25中，若所述总TSV数量的值较大，则进一步判断所述种子层s的数量是否与所述初始分区数量n相同，若是，执行步骤S27；若否，将所述种子层s数值加1，迭代至步骤S22；

S27、将所述TSV最佳值以及所述电路元件与所述初始分区对应的结果输出作为所述初始解；

S3、运用变邻域搜索算法对所述初始解进行优化，得到用于分区的最终TSV数量，以及每一所述电路元件对应的分区结果；

S4、根据所述分区结果对所述三维集成电路进行分区。

2.如权利要求1所述的基于变邻域搜索算法的三维集成电路分区方法，其特征在于，所述预设图划分方法基于hMetis。

3.如权利要求2所述的基于变邻域搜索算法的三维集成电路分区方法，其特征在于，所述运用变邻域搜索算法对所述初始解进行优化，得到用于分区的最终TSV数量，以及每一所述电路元件对应的分区结果的步骤，包括以下子步骤：

S31、根据所述初始解设定迭代次数k，k＝(1，…，k_max)；

S32、取k＝1；

S33、对所述三维集成电路进行第k次扰动；

S34、根据变邻域搜索算法对所述三维集成电路进行局部搜索，得到包含搜索TSV值的搜索解，其中，若所述搜索TSV值优于所述初始解中的所述TSV最佳值，则将所述初始解替换为所述搜索解；若否，直接执行步骤S35；

S35、判断k是否等于k_max，若是，则将所述初始解输出，得到用于分区的最终TSV数量，以及每一所述电路元件对应的分区结果；若否，则使k加1，并迭代至步骤S33。

4.如权利要求3所述的基于变邻域搜索算法的三维集成电路分区方法，其特征在于，步骤S33中，对所述三维集成电路进行第k次扰动的步骤，具体为：

随机对处于不同所述初始层的所述电路元件进行交换，并更新所述电路元件与所述初始层的对应关系、以及所述电路元件的受力关系，所述受力关系满足以下关系式：

f_ab＝c_a，b(z_b-z_a)0＜a，b＜n；

其中，c_a，b为任意两个所述电路元件a和b之间的权重，z_b、z_a分别为所述电路元件b、a的所在的所述初始层。