Оглавление
Введение 2
Обзор топологического проектирования 2
Технологические правила 4
Классификация алгоритмов сжатия 5
Графо-теоретический подход. 7
Построение графа ограничений. 8
Анализ критического пути. 10
Положительные циклы. 10
Оптимизации. 11
Задача минимизации длин проводников 11
Графовый метод решения задач оптимизации 13
Топологическая миграция 17
Целевые функции, минимизирующие изменения. 19
Целевая функция, минимизирующая изменения, предлагаемая нами. 22
Минимальный набор дистанций, который необходимо сохранять 23
Формальное описание работы алгоритма сжатия и миграции 24
Обзорный пример 25
Метрики тестирования 28
Литература 29
Аннотация — В последнее время перепроектированием библиотек стандартных ячеек (С.Я.) на новые технологические правила стала обыденным делом. Основную часть работы в этом направлении делают дизайнеры, вооружившись специализированным САПР для этих задач. Алгоритмы, которые лежат в основе этих САПР представляют собой различные методы сжатия, а результатом их работы является сжатая топология С.Я.. Что требует от дизайнера некоторой ручной доработки топологического шаблона, прежде чем отправить его на производство. В данной работе я предлагаю модель, основанную на задаче линейного программирования, решение которой позволяет получить топологию С.Я. после сжатия, которая не требует ручных доработок.
Введение
Современные полупроводниковые технологии достигли степени интеграции с минимальным размером топологического объекта менее длины волны, используемой при фотолитографии. Например, длина затвора КМОП транзистора равна 40 нм, а длина волны - 193 нм. Это привело к значительному усложнению литографического процесса и, как следствие, к известным технологическим ограничениям на минимальное расстояние и размер объектов топологии добавились новые, более сложные технологические правила. Данные правила зависят от конфигурации, геометрических размеров и взаимного расположения объектов топологии. Технологические ограничения такого вида делают процесс разработки топологий современных интегральных микросхем более трудоемким, чем раньше. Уменьшение размеров привело к тому, что проводники вносят существенный вклад в задержку распространения сигнала даже на уровне стандартной ячейки. Учёт подобных схемотехнических проблем при разработке топологии является ещё одним фактором сложности. Наряду с перечисленными проблемами происходит быстрая смена полупроводниковых технологий. Каждый год появляется новый технологический процесс с меньшим размером топологических объектов, который в первую очередь требует разработки новых библиотек стандартных ячеек. Высокая динамика современного рынка микросхем требует создания библиотек во всё более сжатые сроки, что привело к возникновению задачи по перепроектированию уже существующих библиотек стандартных ячеек (С.Я.) с одной технологии на другую (задача технологической миграции – technology migration).
Традиционно используемое ручное перепроектирование часто приводит к большим срокам. В связи с этим возникла потребность в специализированном программном обеспечении, которое позволяет автоматически мигрировать всю уже существующую библиотеку С.Я. в кротчайшее время. В основе большинства известных алгоритмов технологической миграции лежат алгоритмы сжатия топологии, а сама задача сводится к задаче линейного программирования с заданной целевой функцией. При этом основная проблема – это выбор целевой функции, поскольку от правильного ее задания зависит качество технологической миграции, т.е. сохранение взаимного расположения топологических элементов, позволяющих сохранить решения, заложенные ещё на этапе проектирования.
В работе предложена целевая функция, которая обеспечивает высокое качество технологической миграции за счет сохранения пропорциональности между исходным и результирующим топологиями. Также рассмотрены два возможных метода решения самой задачи линейного программирования: первый – это метод, основанный на алгоритмах библиотеки lpsolver 4.1, и второй – графовый-метод.
Рассмотрены варианты топологий С.Я., иллюстрирующих эффективность предложенных подходов.
|
