[发明专利]一种用于混合高度标准单元电路设计的合法化方法

说明书

本发明涉及一种用于混合高度标准单元电路设计的合法化方法，该方法的技术方案要点如下：（1）根据全局布局得到的单元位置顺序并松弛布局区域的右边界约束，将混合高度标准单元的合法化问题转化为对应的LCP，它可以被现有的优化方法有效地解决；（2）对转换后的LCP中的矩阵以适当的方式进行分解，并使用MMSIM来求解转换后的LCP，该适当的矩阵分解不仅满足了MMSIM收敛的要求，同时也大大加快了计算时间；（3）该方法是同时对所有的单元进行优化，而不是逐个单元进行优化，从一个更加全局的角度来考虑了该合法化问题。实验结果表明该方法可以提供高效实用的合法化结果(尤其对大规模的实例)，可满足目前VLSI的混合高度标准单元合法化阶段的需求。

技术领域

本发明涉及超大规模集成电路(VLSI)物理设计自动化技术领域，特别是涉及一种用于混合高度标准单元电路设计的合法化方法。

背景技术

随着现代电路设计的日益复杂，标准单元通常根据面积、功率和速度等特性产生不同的单元高度。例如，更高的单元能够给予更大的驱动力和更好的可布通性，以此同时需要更大的面积和功率成本。反之，较矮的单元的驱动力和可布通性较差，但所需要耗费的面积和功率成本较小。因此，为了满足各种各样的电路设计要求，混合高度标准单元的电路变得越来越流行，简单的标准单元被设计为单倍行高的结构，而复杂的标准单元被设计为多倍行高的结构。

一个现代的布局流程通常包括三个主要阶段：(1)全局布局：允许单元之间有少量重叠，通过求解最小化线长及满足一定约束的布局问题来产生单元的最佳位置；(2)合法化：将单元对齐到行上，并消除全局布局之后遗留的重叠，目标是最小化单元的移动量(或线长增加)；(3)详细布局：在合法化的基础上局部移动部分单元，进一步改善结果。由于异构的单元结构(较大的解空间)和额外的电源轨道的限制，多倍行高标准单元布局设计产生了具有挑战性的问题，特别是混合高度标准单元的合法化问题。

一般的混合高度标准单元的合法化问题是NP-难问题，因为它本质上是一个strippacking问题。Tetris和Abacus是用来解决传统的单倍行高标准单元最流行的合法化方法；然而，现有的工作表明，直接修改这两种方法不能有效的来处理混合高度标准单元的合法化问题。在单倍行高标准单元合法化中，单元的重叠在行与行之间是互相独立的。但是，在混合高度标准单元合法化中，单元的重叠在行与行之间是不独立的，即在一行中移动单元可能会导致另一行的单元重叠。因此，在合法化多倍行高的标准单元时，需要考虑多个行之间是否会有单元重叠。

现有的混合高度标准单元的合法化方法存在下列两个问题：(1)均是用启发式的方法逐个对单元进行合法化，处理问题的角度过于局部；(2)缺乏理论依据，不能很好的保证合法化的质量。因此，为了得到更好的合法化结果，从一个更加全局的角度来考虑该合法化问题，并设计相应的有一定理论基础的高效算法是值得考虑的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于混合高度标准单元电路设计的合法化方法，其基本思想是先将混合高度标准单元的合法化问题转化为对应的线性互补问题(LCP)，并使用基于模数的矩阵分裂迭代法(MMSIM)来求解转换后的LCP，该矩阵分解不仅满足了MMSIM收敛的要求，同时也大大加快了计算时间，从而快速地得到混合高度标准单元合法化问题的最优解或接近最优的解。

本发明采用以下方案实现：一种用于混合高度标准单元电路设计的合法化方法，该合法化方法首先把电路表示为超图，并根据全局布局得到的单元位置顺序并松弛布局区域的右边界约束，将混合高度标准单元的合法化问题转化为对应的LCP；然后，对转换后的LCP中的矩阵以适当的方式进行分解，并使用MMSIM来求解转换后的LCP；最后，用类似Tetris的分配方法来对单元进行放置，得到一个高质量的合法化结果，包括如下步骤：

步骤S1:把电路表示为超图H＝{V,E}；

步骤S2:将单元对齐到最近且正确匹配电源轨道的行上；