集成电路版图布线中引脚布线资源预分配方法
【技术领域】
[0001]集成电路版图布线中引脚资源预分配方法是EDA工具在版图布线设计中的通过对线网引脚进行资源预分配和延缓释放来处理线序依赖性和布线资源竞争的方法。本发明属于EDA设计领域。
【背景技术】
[0002]随着半导体工艺节点进入超深亚微米时代，芯片后端的物理设计复杂度不断增大，对EDA (电子设计自动化)工具的依赖性不断加深。当今主流的集成电路版图布线工具都旨在高效地把电路的逻辑网表转换成版图上的物理连接，即几何图形连接；同时需满足诸多设计规则的要求，如不能短路、最小间距约束、最小覆盖约束、最小面积约束等等。版图上的设计规则违例会导致芯片无法tape out (送交制造)，因此满足设计规则约束是布线的基本要求。
[0003]电路网表是线网的集合，各线网包含一系列的引脚。布线器要求把各线网的所有引脚通过金属线或通孔连接，使其联通。自深亚微米工艺以来，电路网表规模、引脚数越来越多，可用金属布线层也越来越多，如何快速地生成所有线网的符合设计规则约束的几何连接也越来越难。通常情况下，布线器会对线网逐条、顺序地进行布线。不同的布线次序对布线结果有显著的影响，多个线网可能对同一块区域的布线资源进行争抢。如果不考虑布线次序对布线结果的影响和线网之间对布线资源的竞争而盲目布线，将导致先布的线网把后布的线网的可能路径给堵死，而导致设计规则违例大大增加。
[0004]因此在这里我们提出了在版图布线中对引脚资源预分配的方法，它通过在布线前对所有线网引脚进行适当的资源预分配，避免了先布线网对后布线网布线资源的不合理争抢，并在随后布线中逐渐放开这样的资源限制，从而大大缓解了布线次序对布线质量的影响，减少了设计规则的违例，提高了布线质量。
【发明内容】
[0005]本发明提出引脚资源预分配的方法，该方法考虑了布线次序依赖性和线网之间对布线资源的竞争，在布线之前先对所有的线网引脚进行资源预分配，避免了先布线网对后布线网布线资源的不合理侵占，并在布线过程中逐渐放开这样的资源限制。忽视布线次序依赖性对于EDA布线工具是非常大的隐患，本文将详细阐述其危害和对应的解决方案。
[0006]布线次序依赖性的定义:顺序布线中，线网的布线次序对布线质量有很大影响，先布的线网可能把后布的线网的可能布线路径堵死，从而导致更多的设计规则违例。
[0007]图1显不了一个布线的原始版图,版图有两个金属布线层Ml和M2,金属层间通过通孔连接；有两条待布的线网:线网A和线网B，线网A有引脚A-1和A-2，线网B有引脚B-1和B-2。在图1中，Ml层引脚外的区域几乎都被障碍块阻挡了，因此线网A或线网B都只能通过通孔及M2层的金属线进行连接。图2显示的是不考虑资源预分配的布线结果，其中先布线网A (图2 (a))，后布线网B (图2 (b))。从图2 (a)中可看出，先布的线网A把引脚B-1对应在M2层的通孔区域给挡住了 ；但对引脚B-1而言，由于周围区域都被布线障碍块和线网A的引脚给挡住了，因此它必然要向M2层引出通孔并在M2层走金属线，这样一来，就导致了在M2层上线网B和线网A的布线路径相互重合，即短路(图2(b))。
[0008]忽视布线次序依赖性的危害:从图2 Ca)来看，一种解决方法是拆除线网A，然后先布线网B，后布线网A ;但更复杂也更一般的情况是，线网A把线网B的可能布线路径堵死了，而线网C和线网D又把线网A的候选路径给堵了，线网E再把线网C和线网D的候选路径给堵了，…，这样就形成了一长串的依赖关系；尤其是超深亚微米工艺以来，线网集的规模越来越庞大(线网数量高达上万、几十万甚至上百万条)，如此庞大的网表规模会导致线网布线次序之间的依赖关系变得极其错综复杂，线网之间对布线资源的竞争也极其复杂。简单地依赖拆线重布来解决线序依赖性将导致大量的拆线迭代；并且在下次拆线重布时，依然面临同样的布线次序问题。
[0009]布线次序依赖性的处理方法，即引脚布线资源预分配方法如下:在进行布线之前，先对所有线网引脚的上层金属层进行布线资源预分配；在布线过程中，在布某条线网时，先释放该线网先前预分配的布线资源，然后正常布该线网，但是不能使用别的线网引脚已经预分配的布线资源，否则判定为设计规则违例(虽然别的线网引脚此时还未进行“真实”的布线，但是布线资源的“预分配”就假设该引脚“已经”占用了该资源)。
[0010]图3显示了对引脚预分配布线资源后的布线结果，依然先布线网A，后布线网B。首先，在布线前先对线网的所有引脚(图中是引脚Α-1、Α-2和Β-1、Β-2)的上层金属进行了相应的资源预分配(图3 Ca? ;在随后布线网A时，由于线网B已经把M2层相应区域的布线资源给“预分配”了，因此线网A需要绕开线网B预分配的资源区域(图3 (b));最后线网B也顺利布通(图3 (C))。
【附图说明】
[0011]图1初始版图:具有布线次序依赖性的线网A和B
图2不考虑引脚布线资源预分配的布线结果:先布线网A，后布线网B 图3为引脚预分配布线资源后的布线结果:先布线网A，后布线网B 具体实施步骤
结合一个具体的实例说明通过对引脚进行布线资源预分配方法，操作流程如下:
1)准备电路单元库文件，记录连接关系的电路网表文件；
2)准备布线前的一些版图数据，如布局结果，生成布线轨道等；
3)对所有线网引脚的上层金属层进行布线资源预分配；
4)对所有线网进行顺序布线，并在布单条线网时放开对其所属引脚的布线资源的限制；
进行后续的布线步骤，如拆线重布等。
【主权项】
1.集成电路版图布线中引脚布线资源预分配方法，涉及到EDA设计工具的主要特征为: (1)在版图布线前，对所有线网引脚的上层金属层进行布线资源预分配； (2)布线过程中，在布某条线网时，先释放该线网先前预分配的布线资源，然后正常布该线网，在布该线网时不能使用别的线网引脚已经预分配的布线资源。
2.要求保护特征(I)和(2)的组合。
【专利摘要】本文提出了在集成电路版图布线中对引脚进行布线资源预分配的方法：在版图布线前，先对所有线网引脚的上层金属层进行布线资源预分配；在随后的布线过程中，在布某条线网时，先释放该线网先前预分配的布线资源，然后正常布该线网，在布该线网时不能使用别的线网引脚已经预分配的布线资源。该方法很好地考虑了线网之间对布线资源的竞争，避免了先布线网对后布线网的布线资源的不合理侵占，大大缓解了布线次序对布线质量的影响，减少了设计规则违例，提高了布线质量。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104750885
【申请号】CN201310735842
【发明人】敖健常, 贾艳明, 陆涛涛
【申请人】北京华大九天软件有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月29日