模擬電路布通率估計及布線算法研究.pdf

1、隨著集成電路快速地發(fā)展，模擬電路和數(shù)模混合電路在片上系統(tǒng)（System-on-Chips）的比例越來越高。然而，由于復雜的模擬電路設計約束，模擬電路設計自動化技術(shù)并沒有像數(shù)字電路設計自動化技術(shù)那樣迅速地發(fā)展。模擬電路設計自動化已經(jīng)成為整個片上系統(tǒng)設計流程中的瓶頸。在模擬電路設計自動化過程中，最重要的兩個步驟是布局和布線。在數(shù)字電路中，布局結(jié)果很大程度上影響了接下來的布線質(zhì)量。對于模擬電路而言，由于布線不允許走在已布的器件上，布局結(jié)果對接

2、下來的布線過程影響會更大。在數(shù)字電路中，運用擁擠度評估方法指導布局優(yōu)化過程。對于模擬布局過程而言，由于電路尺寸更小，使得更為準確的評估變成可能，比如布通率的評估。
　　本文設計和實現(xiàn)了一種基于隱式連接圖的模擬電路布線器，實現(xiàn)了模擬電路自動化布線。提出了布通率評估模型，指導模擬電路布局優(yōu)化過程。本文的主要工作如下：
　　一、設計和實現(xiàn)了一個模擬電路無網(wǎng)格布線器系統(tǒng)。該布線器系統(tǒng)基于隱式連接圖布線模型，采用A*啟發(fā)式算法進行路徑

3、搜索。首先，通過最小生成樹算法把多端線網(wǎng)拆分為一系列的兩端線網(wǎng)；其次，擴展障礙塊邊界線，延長擴展線直到與布線區(qū)域邊界相交，得到隱式連接圖；再次，在布線圖上用A*啟發(fā)式算法搜索線網(wǎng)路徑。最后，用GTK語言實現(xiàn)了布線結(jié)果的可視化。實驗結(jié)果表明，用該模擬電路布線器系統(tǒng)，線網(wǎng)的布通率達到99％以上。
　　二、提出了針對模擬電路的布通率評估模型。該布通率評估模型的創(chuàng)新點如下：1）評估了布線需求和障礙需求，用權(quán)值定量地預估了布線區(qū)域的擁擠度情

4、況；2）采用動態(tài)模型布線算法預測線網(wǎng)可能的布線路徑。和“L”型、“Z”型模型布線方法相比，算法以擁擠度值最小為導向，探索了多于兩個拐點的布線模型，非常高效和準確地預測線網(wǎng)的布線路徑，更加符合實際布線器的布線路徑；3）提出了水平垂直擴展算法和角擴展算法對Bounding-Box進行擴展，在擴展的Boundig-Box里面，運用DPR算法預測線網(wǎng)的可能路徑。根據(jù)預測的布線路徑擁擠度情況，判斷路徑是否能夠布通，從而求出布局結(jié)果的布通率。實驗表