本文關(guān)鍵詞：1.2GHz陣列存儲(chǔ)體物理設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的研究與應(yīng)用

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【摘要】：并行存儲(chǔ)體作為有效提高訪存效率的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)正被越來(lái)越多的設(shè)計(jì)所采用。但是,并行存儲(chǔ)體具有硬宏單元眾多,面積開(kāi)銷(xiāo)大等特點(diǎn),出于整體性能和設(shè)計(jì)成本等方面考慮,要求其能在有限面積開(kāi)銷(xiāo)下完成物理設(shè)計(jì),而這將導(dǎo)致硬宏單元陣列被緊密地排列在一起,引發(fā)局部擁塞,降低可布通性,并最終影響設(shè)計(jì)性能。針對(duì)上述問(wèn)題,本文以1.2GHz YHFT-DX芯片的內(nèi)核陣列存儲(chǔ)體物理設(shè)計(jì)為背景,從避免長(zhǎng)線和保證GHz設(shè)計(jì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面入手,對(duì)集成電路物理設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了深入研究,設(shè)計(jì)了相關(guān)優(yōu)化方法,并成功應(yīng)用于陣列存儲(chǔ)體物理設(shè)計(jì)。全文的主要內(nèi)容如下:1.針對(duì)常規(guī)的硬宏單元布局規(guī)則對(duì)于高利用率SRAM陣列布局指導(dǎo)性不強(qiáng)的情況,本文設(shè)計(jì)了HS硬宏單元布局方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,HS方法可在短時(shí)間內(nèi)得到利用率高、全局布線長(zhǎng)度短的硬宏單元布局方案,可操作性強(qiáng)。就單個(gè)BANK而言,在性能近似的情況下,基于HS方法的物理設(shè)計(jì)結(jié)果較常規(guī)方法得到的結(jié)果在版圖面積上可壓縮16%,總信號(hào)線長(zhǎng)可縮短9%,有效減少了長(zhǎng)線延時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)GHz設(shè)計(jì)目標(biāo)的影響。2.針對(duì)DC綜合和DCT綜合出的網(wǎng)表在版圖布局布線資源有限的SRAM陣列物理設(shè)計(jì)中可布通性差、繞線嚴(yán)重的情況,本文設(shè)計(jì)了一種權(quán)衡面積和線長(zhǎng)的網(wǎng)表優(yōu)化方法EULR,通過(guò)分析版圖實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)電路的具體實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu),在最大程度上減少互連線數(shù)量以達(dá)到節(jié)省布線資源的目的。對(duì)3種方法得出網(wǎng)表的物理設(shè)計(jì)結(jié)果比較發(fā)現(xiàn),基于EULR設(shè)計(jì)出的網(wǎng)表,總信號(hào)線長(zhǎng)度較DC的信號(hào)線長(zhǎng)度縮短了25%,較DCT的信號(hào)線長(zhǎng)度縮短了2%,降低了繞線對(duì)GHz設(shè)計(jì)目標(biāo)的影響。3.針對(duì)物理設(shè)計(jì)工具ICC在版圖布局布線資源有限的SRAM陣列設(shè)計(jì)中,由于局部繞線導(dǎo)致路徑延時(shí)不達(dá)標(biāo)的情況,本文設(shè)計(jì)了一種基于力指向方法的可布通性驅(qū)動(dòng)布局算法MARP,通過(guò)量化標(biāo)準(zhǔn)單元間的關(guān)聯(lián)性來(lái)合理安排標(biāo)準(zhǔn)單元的布局位置,從而達(dá)到防止局部繞線、壓縮局部互連線長(zhǎng)、保證設(shè)計(jì)性能的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于MARP布局算法實(shí)現(xiàn)的BANK物理設(shè)計(jì)結(jié)果總信號(hào)線長(zhǎng)為373,023?m,是ICC實(shí)現(xiàn)結(jié)果總信號(hào)線長(zhǎng)的93.5%;關(guān)鍵路徑延時(shí)比ICC布局的結(jié)果提升了0.02ns。4.將上述優(yōu)化方法應(yīng)用于陣列存儲(chǔ)體的物理設(shè)計(jì)中。采用HS對(duì)SRAM陣列布局進(jìn)行優(yōu)化,采用EULR對(duì)SRAM陣列網(wǎng)表進(jìn)行優(yōu)化,采用MARP對(duì)SRAM陣列標(biāo)準(zhǔn)單元布局進(jìn)行優(yōu)化。在時(shí)鐘樹(shù)綜合階段,利用時(shí)鐘正偏差解決了關(guān)鍵路徑時(shí)序違反的問(wèn)題。最后,通過(guò)靜態(tài)時(shí)序分析工具Prime Time對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行時(shí)序分析,得出結(jié)論:基于上述優(yōu)化方法得到的陣列存儲(chǔ)體物理設(shè)計(jì)結(jié)果在典型工藝端角下達(dá)到了1.2GHz的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：物理設(shè)計(jì) 陣列存儲(chǔ)體 納米級(jí)工藝 吉赫茲 可布通性
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 相關(guān)背景研究14-17
• 1.1.1 傳統(tǒng)物理設(shè)計(jì)流程14-15
• 1.1.2 納米級(jí)GHz物理設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)15-17
• 1.2 課題研究?jī)?nèi)容17-20
• 1.2.1 陣列存儲(chǔ)體簡(jiǎn)介18-19
• 1.2.2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)與挑戰(zhàn)19-20
• 1.3 本文主要工作20-21
• 1.4 文章組織結(jié)構(gòu)21-23
• 第二章 HS：一種高利用率的硬宏單元布局方法23-35
• 2.1 SRAM陣列組織結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2 SRAM陣列布局目標(biāo)24
• 2.3 常規(guī)方法布局規(guī)劃24-29
• 2.3.1 硬宏單元布局的基本規(guī)則24-25
• 2.3.2 基于常規(guī)方法的硬宏單元布局方案25-29
• 2.4 HS方法布局規(guī)劃29-31
• 2.4.1 HS方法基本思想29-30
• 2.4.2 基于HS的硬宏單元布局方案30-31
• 2.5 兩種方法布線結(jié)果比較31-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 EULR：一種權(quán)衡面積和線長(zhǎng)的網(wǎng)表優(yōu)化方法35-49
• 3.1 基于DCT綜合問(wèn)題描述35-37
• 3.1.1 DCT綜合方法35-36
• 3.1.2 DCT綜合結(jié)果36-37
• 3.1.3 問(wèn)題與挑戰(zhàn)37
• 3.2 EULR網(wǎng)表優(yōu)化方法37-47
• 3.2.1 EULR的基本思想37-39
• 3.2.2 負(fù)載估算模型39-40
• 3.2.3 互連線長(zhǎng)估算模型40-42
• 3.2.4 路徑優(yōu)化策略42-44
• 3.2.5 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)44-47
• 3.3 三種網(wǎng)表布線結(jié)果比較47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 MARP：一種可布通性驅(qū)動(dòng)的布局算法49-60
• 4.1 基于力指向的可布通性布局概述49-51
• 4.2 MARP可布通性布局算法51-57
• 4.2.1 力指向方法存在的問(wèn)題52
• 4.2.2 MARP算法基本思想52-55
• 4.2.3 實(shí)例推演55-57
• 4.3 MARP算法在BANK中的應(yīng)用57-58
• 4.3.1 算法參數(shù)設(shè)置說(shuō)明57
• 4.3.2 算法實(shí)現(xiàn)結(jié)果57-58
• 4.4 兩種布局器布線結(jié)果比較58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第五章 基于優(yōu)化方法的陣列存儲(chǔ)體物理設(shè)計(jì)60-73
• 5.1 基于HS的布圖優(yōu)化60-61
• 5.2 基于EULR的網(wǎng)表優(yōu)化61-62
• 5.3 基于MARP的布局優(yōu)化62-63
• 5.4 陣列存儲(chǔ)體時(shí)鐘樹(shù)設(shè)計(jì)63-71
• 5.4.1 時(shí)鐘結(jié)構(gòu)特點(diǎn)63-65
• 5.4.2 時(shí)鐘樹(shù)設(shè)計(jì)思想65-67
• 5.4.3 全局時(shí)鐘互連優(yōu)化策略67-68
• 5.4.4 時(shí)鐘樹(shù)實(shí)現(xiàn)68-70
• 5.4.5 時(shí)鐘樹(shù)性能分析70-71
• 5.5 陣列存儲(chǔ)體靜態(tài)時(shí)序分析71-72
• 5.6 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)73-75
• 6.1 全文工作總結(jié)73-74
• 6.2 需要進(jìn)一步完善的工作74-75
• 致謝75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 作者在學(xué)期間參與的項(xiàng)目和取得的學(xué)術(shù)成果80

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 洪先龍,朱祺,經(jīng)彤,王垠,楊e，

本文編號(hào)：577576