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超大规模集成电路布图/布局算法及热模型研究的开题报告
开题报告
题目：超大规模集成电路布图/布局算法及热模型研究
一、研究背景
随着芯片设计的复杂度不断提高，超大规模集成电路布局和布图设计成为了设计过程中不可或缺的环节之一。由于芯片中晶体管密度和功耗的不断增加，芯片热效应成为了芯片设计的一个主要限制因素。因此，如何进行有效的电路布图和布局设计，同时考虑到芯片的热效应，是亟待解决的问题。
布图和布局算法是芯片设计的关键技术之一，它直接决定了电路的性能和可靠性。已有的算法主要分为基于手工设计和基于自动布图的两种类型。手工设计要求设计师具备高度的专业技能和丰富的经验，同时需要耗费大量的时间和精力；自动布图算法可以缩短设计时间和提高设计精确度，但是目前的算法仍存在深度等约束和复杂性分析不足的问题。
芯片的热模型研究主要关注芯片温度分布和导热路径。当前，已有相关研究表明，采用合理的布局设计可以有效地改善芯片热效应，提高芯片的可靠性和性能。因此，如何从布局的角度来考虑芯片的热效应，并提出新的热模型，对于芯片设计来说具有非常重要的意义。
二、研究内容和目标
本研究的主要内容和目标是：
1.综述现有的布图和布局算法，探究其各自的优缺点，并提出新的算法。
2.分析超大规模集成电路的热效应问题，提出新的热模型，将布局和芯片热效应进行统一分析和优化设计。
3.对提出的算法和模型进行实验验证和比较，试图提高电路的性能和可靠性，并缩短设计时间。
三、研究方法和技术路线
本研究的方法和技术路线如下：
1.阅读文献，掌握现有的布图和布局算法，对比各自的优缺点，提出新的算法。
2.分析芯片热效应问题，建立热模型，将热效应和布局设计进行统一分析。
3.借助EDA工具，实现所提出的布局算法，并进行实验验证和比较。
4.基于ANSYS等模拟工具，模拟芯片的热效应，并验证布局的优化效果。
5.综合分析和评估所提出的算法和模型，在提高电路性能和可靠性的前提下，缩短设计时间并提高效率。
四、预期成果
本研究的预期成果包括：
1.提出新的布图和布局算法，缩短设计时间，提高电路性能和可靠性。
2.建立新的芯片热模型，从布局的角度来考虑芯片的热效应问题，提高芯片的可靠性和性能。
3.在EDA工具和热模型仿真平台上，验证算法和模型的有效性，并与现有算法进行比较和评估。
4.发表学术论文，向学术界和工业界推广成果，推动集成电路的发展和应用。
五、进度安排
本研究的进度计划如下：
1.2021年9月-10月：阅读、分析文献，了解现有布图和布局算法的基本原理和各自的优缺点。
2.2021年11月-2022年1月：提出新的布图和布局算法，并实现初步的设计和验证。
3.2022年2月-2022年5月：建立新的芯片热模型，并结合布局问题进行统一分析和设计。
4.2022年6月-2022年9月：验证算法和模型的有效性，并与现有算法进行比较和评估。
5.2022年10月-2023年2月：整理论文，进行修改和完善，准备发表和推广。
六、参考文献
[1]AlpertCJ,KrishnamurthySV,MehtaA,etal.Congestion-awareplacementusingsinglecellbuffering.Proceedingsofthe41stACM/IEEEDesignAutomationConference,2004:896-901.
[2]LatchmanH,HonavarV.AGeneticAlgorithmforMacroPlacementofStandardCells.IEEETransVLSISyst,2000,8(5):613-619.
[3]SapatnekarSS,AgarwalA,RajaramS,etal.Timing-drivenplacementusingiterativeimprovementandalternativeoptimizers.Proceedingsofthe1995IEEE/ACMInternationalConferenceonComputer-AidedDesign,1995:74-80.
[4]黄磊，高效芯片布局技术研究与实现，南京大学博士论文，2014.
[5]郭伟武，集成电路布局的拓扑优化算法及其应用研究，上海交通大学硕士论文，2005.