[发明专利]消除由耦合电感引起串扰的标准单元总体布线方法

摘要

消除由耦合电感引起串扰的标准单元总体布线方法属于标准单元集成电路计算机辅助设计技术领域，其特征在于：它是一种在已经经过布线拥挤、电路时延优化而得到的总体布线初始解的基础上，根据用户设定的串扰约束来进行串扰消除的方法。在消除串扰时，它经过常规的分配串扰约束后，应用禁忌搜索方法在GRG的各条边上消除串扰，具体而言，它以构造的费用函数作为判断准则，以当前解为出发点，不断地从其邻域的合法候选解集中进行搜索，一直地迭代，直到规定的迭代次数为止，再在此基础上进行优化。它能够得到和模拟退火方法相近的屏蔽线插入数目的结果，但执行时间大大缩短，线长的增加减少了一半。

主权项

1.消除由耦合电感引起串扰的标准单元总体布线方法，其特征在于：它是一种在已经经过布线拥挤、电路时延优化而得到的总体布线初始解的基础上，根据用户设定的串扰约束来进行串扰消除的方法，它通过计算机依次按以下步骤实现：(1).把总体布线的初始解和用户设定的在所有线网漏点处允许的最大互感系数值输入计算机中；(2).分配串扰约束，即把用户给出的漏点处的约束转化为相应线网在所经过的每个GRG，即总体布线图边上的最大互感系数的约束，可以从以下两种已知的方法中任选一种：(2.1).把漏点处的约束值平均地分配到这个源漏对所经过的每个GRG边上；(2.2).利用线性规划分配串扰约束，即考虑不同的GRG边上拥挤度不同会影响互感系数，给拥挤的GRG边上的约束值宽松一些，不拥挤的GRG边上约束值严格一些，在约束总值不变的情况下更有利于整体的优化；所述的拥挤度是指GRG边上被线网占用的通道数与通道总数的比值，即拥挤度越大，说明该边上所经过的线网越多；(3).应用禁忌搜索方法在GRG的各条边上消除串扰，即寻找一个串扰在约束范围内的线网排列顺序，它次按含有以下步骤；(3.1).设定：xcur：当前解，即当前GRG边上的线网顺序；xnew：当前解邻域中的一个合法候选解，即处于邻域中的未被禁忌的可以作为新解的解的集合，称为合法候选解集，所述邻域是指当前解经过一次移动后所能达到的解的集合；xtmp：禁忌搜索方法从合法候选解集中挑出的最好的解，即在当前合法候选解集中所能找到的费用函数最小的解；xmin：禁忌搜索方法在整个搜索过程中曾经到达过的最优解，即曾经到达过的费用函数最小的解；cost(xnew)：xnew的费用函数；tmpcost：xtmp的费用函数；Na：在最优解无改进的条件下，上述方法的迭代次数，系设定值，为正整数，100≤Na≤500；Nb：在当前邻域的合法候选解集中随机移动地挑选的合法候选解的个数，系设定值，为正整数，10≤Nb≤200；Nc：为找到一个合法候选解而搜索的最大次数，系设定值，为正整数，5≤Nc≤50；所述的禁忌是指把满足一定条件的解记录在一个表，即禁忌表H内，使它们在搜索即迭代的过程中不能作为新解而被选中；禁忌长度T，系正整数，它表示一个解遭到禁忌后，在T轮迭代次数内不能被选中，超过禁忌长度T后，原本遭到禁忌的解可以重新参与挑选过程，T＝1～60；所述费用函数，即评价某个解优劣的定量标准，它的表达式为：cost(x)＝w1c1+w2c2+w3c3+w4c4，同时设定被禁忌的费用值，其中，w1、w2、w3、w4为权重，系设定值，均为0到5之间的实数；c1为该GRG边中与敏感线网相邻的线网总数，c2为该GRG边上屏蔽线的数目，所述屏蔽线是指能起到屏蔽相互敏感线网之间耦合电感和耦合电容作用的电源线或地线，c3的表达式如下：$\underset{i}{\Sigma }(K_{\mathrm{eff}}-K_{\mathrm{th}}),\forall i,$ 满足Keff＞Kth Keff为某个线网i在该GRG边上实际的互感系数，即所有对线网i敏感的线网j在线网i的互感系数的总和，可用下式表示：其中，$k_{\mathrm{ij}}=\frac{1}{2}(\frac{l_{\mathrm{Li}}}{l_{\mathrm{Lj}}}+\frac{l_{\mathrm{Rj}}}{l_{\mathrm{Ri}}}),$ lLi为线网i到左侧屏蔽线L的距离，lLj为线网j到左侧屏蔽线L的距离，lRi为线网i到右侧屏蔽线R的距离，lRj为线网j到右侧屏蔽线R的距离；Kth为该线网i在该GRG边上所分配到的互感系数的约束值，c4是该GRG边中满足Keff＞Kth的线网的总的个数；所述的随机移动是指从当前解的邻域中找到一个新解xnew的方法，它包括以下四种情况：随机调换两个线网的位置，权重为w5，随机移动一个线网的位置，权重为w6，随机插入一条屏蔽线，权重为w7，随机删除一条屏蔽线，权重为w8，每一次随机移动操作都会从这四种移动中随机选择一种，并各用一个权重表示其被选几率，而w5+w6+w7+w8＝1；(3.2).取当前GRG边上的线网顺序xcur为当前解，且初始化xmin＝xcur；同时，初始化禁忌表H，清空搜索次数计数器a和统计Nc次数的计数器c；(3.3).判断计数器a的值是否小于设定的Na：若：a的值不小于参数Na，则搜索结束；否则：转入下一步(3.4)；(3.4).把tmpcost变量置为无穷大，清空统计Nb值的计数器b；(3.5).判断计数器b的值是否小于Nb：若：b的值不小于参数Nb，则转入步骤(3.10)；否则，转入步骤(3.6)；(3.6).随机移动产生新解xnew，判断其费用函数是否遭到禁忌，即费用函数计算出的费用是否等于被禁忌的费用：若：没有遭到禁忌，转步骤(3.8)；否则，转步骤(3.7)；(3.7).统计Nc次数的计数器c加1，判断c的值是否小于Nc：若：c的值不小于Nc，则停止搜索，清空计数器c，转步骤(3.8)；否则，转入步骤(3.6)，重新搜索一个合法候选解；(3.8).判断新解xnew的费用函数cost(xnew)的值是否小于变量tmpcost：若：是，则把xnew记录为xtmp，并把它的费用记录为tmpcost；否则，不做记录；(3.9).把计数器b的值加1，转步骤(3.5)，重新寻找一个合法候选解；(3.10).判断步骤(3.9)得到的新解xnew的费用函数的值是否小于新的变量tmpcost，若是，则把xtmp选用为xcur，并比较xcur的费用函数cost(xcur)和最优解xmin的费用函数cost(xmin)：若：cost(xcur)小于费用函数cost(xmin)，则找到新的最优解，把xcur记为xmin，同时清空计数器a；否则，不作记录，a的值加1；(3.11).更新禁忌表，即对所有被禁忌的费用函数，禁忌长度减1，再转步骤(3.3)，重复以上过程，一直到禁忌长度减为零，则解除禁忌；(4).结果优化：检查每个GRG边是否存在残余串扰，再尽可能减少屏蔽线数量。