VLSI版图设计中的一种优化总体布线方法.docx

VLSI版图设计中的一种优化总体布线方法
VLSI(VeryLargeScaleIntegration)设计中，布线是一个复杂而重要的任务。在VLSI电路中，寄存器和逻辑单元以及其他几个单元被布置在芯片上，并通过它们之间的导线互联。布线的目的是为这些互连寻找最佳的路径以确保良好的延迟，功耗和电信号质量，同时确保最小的面积。但是，随着设计变得更复杂，设计人员需要不断寻求更高效的方式来优化总体布线。因此，本文将介绍其中的一种优化总体布线方法。
这种优化方法是“引导布线”方法，也称为ST（SteinerTree）树布线方法。在VLSI设计过程中，引导布线方法主要用于布线连接的可靠性和减少稳定性问题。引导布线首先创建“转换图”（SPT），该图包含源，目的地和已布线的点。随后，使用ST树算法找到最短路径。使用该方法可以使布线变得更加规范，始终保存在合理宽度的布线通道中并且尽可能避免电信号干扰。
引导布线方法有以下步骤：
1.输入预处理
引导布线方法需要输入一个已完成布局和针对所有寄存器的初始建模。在输入预处理中，设计人员必须对每个模块的网格化进行分析，以确定可用的布线资源，例如可用的引脚和可用的布线交叉点。然后生成一组方程式，用于描述每个模块和匹配网格之间的依赖关系。
2.新点布线
在此步骤中，根据网络连接需求，新的互连点被布置于整个电路上。这些新点是连接单元和寄存器的中间节点。有时候新点也可以代表实际的线缆段，通常是在网格交汇点上。布线还需要执行两个必要的步骤：端口绑定和线缆规划。提前花费一些时间来细致地规划系统布线，可以让设计人员在更晚的阶段中更轻松地进行逻辑分配。
3.已有点密度
该方法紧缩原有电路中的所有点的密度，并使网格状的布线在更多数字集成电路上铁证如山。该方法的主要优点是在神经网络和计算机体系结构类别的优化设计上相对优秀。主要优化字长计算机的设计，其中设计函数具有较小的变量集合并且设计具有复杂性。
4.ST恩找
最后，对布线进行ST树搜索可为设计人员提供更优的线路连接方式，这是引导布线的最后一个重要步骤。ST树为每个节点分配一个阈值，并将相同节点分配给每个寄存器之间的度。在搜索ST树之后，设计人员可以使用已完成的结构生成实现布线的代码。
引导布线方法具有很多优点，例如可以优化布线路径以提高性能和稳定性，可以减少电磁干扰，可以显著减少延迟和功耗，可以缩短项目的时间和开销。然而，这种方法也有其限制。例如，某些电路需要更多布线资源才能实现更复杂的电路结构，这就需要更多的约束来保证电路的稳定性，以及更多的布线优化技术来提高电路的总体性能和可靠性。
综上所述，引导布线方法是一种优化总体布线的有效方法，它可以缩短开发周期并提高电路性能。尽管它存在某些限制，但引导布线方法的优势表明它在VLSI设计中具有巨大的潜力。