VLSI物理设计中关键问题求解的算法研究（可复制毕业论文）.pdf

摘要
当前集成电路工艺技术的快速发展冲击着技术,即软件的
发展落后于集成电路工艺技术的发展。这就要求研究人员根据目前的工艺技术不
断改进布局布线、逻辑综合及验证工具,开发出更加适合产业发展的物理
设计算法及可靠的集成电路设计软件产品。本文即是在这个思想的引导下展开
的,主要研究内容如下
,系统阐述了工技术的发展及集成电路物理设计的主要内容,对物
理设计中几个重要阶段如电路划分、标准单元布局和时钟布线中所采用算法
的研究进展做了详细介绍,同时在第二章介绍了物理设计的算法基础。
在电路划分间题的研究中,先后提出了改进划分算法、基于聚类技
术的电路划分算法、不同编码的遗传算法设计及混合式遗传电路划分算法,
前两种方法均为传统启发式算法的改进,较之原有算法得出的结果有所改进。基
于不同编码技术的遗传算法设计及混合式遗传算法的提出是该部分的一个创新
点。遗传算法中分别采用编码和基于模块编号的整数编码方式,并设计了
相应的适应度函数及遗传算子。将两种遗传算法用于标准标杆电路的测试,划分
结果得到了较大的改善。混合式遗传算法则是在标准遗传算法的基础上,用整个
算法作为变异算子,虽然每一代进化中增加了算法的复杂度,但是总的来说
降低了计算时间。
针对标准单元布局问题,提出了一种适应性模拟退火算法,在传统的模
拟退火算法中引入适应性初始温度和适应性搜索区域的概念,并对标准单元布局
中目标函数中的惩罚项作出相应改进,同时对相关的退火策略及参数优化进行了
设计。和传统模拟退火算法得出的结果相比,该算法在布局效果上和时间性能上
均显示出优越性利用上述相关策略及参数,还提出了基于遗传算法的标准单元
布局算法。
时钟信号和时钟偏差对电路性能的影响也越来越明显。针对传统的时钟网
络拓扑生成算法存在的不足,提出了“多级”概念并设计了基于多级遗传算法和
多级模拟退火算法的时钟二叉树形成算法。两种方法虽然形式上不同,且有共同
的特点。在对随机测试例子和标准标杆测试例子的测试中发现,较之传统的启发
式算法,二者都能产生较好的测试结果。
关键词电路划分, 标准单元布局, 时钟布线, 遗传算法, 模拟退火
大规模集成电路
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的
研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人己经发表
或撰写过的研究成果,也不包含为获得一互主笙叫其他教育机构的学位或证
书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中
作了明确的说明并表示了谢意。
学位论文作者签名签字日期,,年、月,。
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学位论文作者签名南导师签名
签字日期脚阵石月,日签字日期尸禅年‘月舀日
天津大学博士论文
第一章绪论
信息技术作为强大的社会生产力,在推动经
济发展、社会进步方面起到了至关重要的作用,而集成电路
产业是当今信息技术发展的核心和基础,因此我国作出了将软件产业和集成
电路产业作为我国高科技的两大重点发展方向。
当前集成电路产业正在由亚微米工艺微米向深亚微米工艺小于
微米不算推进,集成电路工艺技术的不断发展冲击着技术,也
就是说,集成电路软件的发展落后于集成电路工艺技术的发展,这就要求
集成电路物理设计研究人员根据目前的工艺技术不断改进布局布线、逻辑综合及
验证工具,开发出更加适合产业发展的物理设计算法及提供可靠的集成电
路设计软件产品。尤其是在深亚微米工艺下,寄生和祸合效应不能忽略,芯片的
面积和时延性能要求越来越高,互连线延时要求越来越小等,这就要求物理设计
中充分考虑这些因素,以实现较为理想的设计结果。
集成电路及其技术的发展
集成电路业又称微电子业年美国德州仪器公司在一块
衬底上做成两个以上的晶体管,标志着第一块集成电路的诞生日本、韩国
和台湾于年代后期相继进入集成电路产业,近年来,欧洲的产业也迅速
跟匕了发展步伐,成为行业中强有力的竞争者。集成电路产业经历了多年的
发展,特别是上世纪年代后的飞速发展,集成电路技术已经从小规模
中规模、大规模、超大规模,发展到现在的巨大规模集
成度大于元件芯片,是当今世界上发展最快的高技术之一。其蓬勃发展的
动力来自于市场持续增长的需求及技术日新月异的发展产业是科技含量
高、投资巨大且日益复