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時鐘節(jié)點結(jié)群方法以及時鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號:6400217閱讀:206來源:國知局
專利名稱:時鐘節(jié)點結(jié)群方法以及時鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計領(lǐng)域,尤其涉及一種時鐘節(jié)點結(jié)群方法以及時鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)
隨著超大規(guī)模集成電路集成度的增大和工作頻率的提高,芯片單位面積的功耗呈指數(shù)級增長。對于用電池供電的便攜式設(shè)備來說,功耗直接與待機時間和電池壽命掛鉤。而待機時間和電池壽命的長短對于便攜式設(shè)備來說是最重要的,直接影響到產(chǎn)品的市場競爭地位。對于高可靠性設(shè)備,功耗過大導(dǎo)致芯片溫度急劇升高,進而影響器件和連線的電學(xué)性能,甚至造成電路失效。因此,低功耗已經(jīng)成為集成電路設(shè)計的主要優(yōu)化目標(biāo)之一。時鐘網(wǎng)絡(luò)由于其時鐘頻率高,驅(qū)動的負(fù)載電容大等特點,在總功耗中占據(jù)較大的比重。因此,時鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計除了考慮線長、時延、偏差等傳統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)之外,更應(yīng)該重視功耗,只有解決好時鐘網(wǎng)絡(luò)的功耗才能有效降低整個電路的總功耗。在目前傳統(tǒng)的低功耗設(shè)計流程中,主要是通過在時鐘網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造階段減小時鐘線長,門控時鐘,雙供電壓等技術(shù)來降低時鐘網(wǎng)絡(luò)的功耗。傳統(tǒng)的時鐘網(wǎng)絡(luò)綜合方法普遍采用二叉樹結(jié)構(gòu)。為了滿足系統(tǒng)要求的時鐘偏差要求,在時鐘節(jié)點的附近經(jīng)常需要插入大量的緩沖器去調(diào)節(jié)時鐘節(jié)點的時延,如圖2所示,其是

圖1所示樣例在傳統(tǒng)時鐘網(wǎng)絡(luò)綜合流程下的時鐘樹構(gòu)造結(jié)果示意圖。對于時鐘節(jié)點的轉(zhuǎn)換速率而言,很大一部分緩沖器是不需要的,因而造成了功耗的浪費。時鐘節(jié)點結(jié)群方法是為了降低時鐘網(wǎng)絡(luò)的功耗而提出的一種對時鐘節(jié)點的預(yù)處理方法。因此,亟需一種方案來解決上述問題,以減少功耗的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是需要提供一種能夠降低時鐘網(wǎng)絡(luò)功耗的時鐘節(jié)點結(jié)群方法。為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種時鐘節(jié)點結(jié)群方法,包括:確定步驟,確定版圖中的時鐘節(jié)點;劃分步驟,將所述時鐘節(jié)點劃分為K個時鐘節(jié)點簇,作為初始時鐘節(jié)點結(jié)群,其中,K為大于等于I的整數(shù);結(jié)群步驟,對所述初始時鐘節(jié)點結(jié)群進行優(yōu)化,得到最優(yōu)時鐘節(jié)點結(jié)群。在一個實施例中,在所述劃分步驟中,進一步包括,基于所述時鐘節(jié)點構(gòu)造完全帶權(quán)無向圖,其中,該圖的頂點集由所述時鐘節(jié)點構(gòu)成,該圖的邊集由所述時鐘節(jié)點兩兩連接構(gòu)成,各個邊的權(quán)值為相互連接的兩個時鐘節(jié)點之間的曼哈頓距離;生成所述完全帶權(quán)無向圖的最小生成樹;在所述最小生成樹中,將權(quán)值大于設(shè)定值的邊刪除以形成帶權(quán)無向圖;將所述帶權(quán)無向圖劃分成K個無向子圖以構(gòu)成所述K個時鐘節(jié)點簇,將所述K個時鐘節(jié)點簇作為初始時鐘節(jié)點結(jié)群。在一個實施例中,利用Kruskal算法生成所述完全帶權(quán)無向圖的最小生成樹。
在一個實施例中,利用深度優(yōu)先搜索算法將所述帶權(quán)無向圖劃分成K個無向子圖。在一個實施例中,通過以下表達式來計算所述設(shè)定值EL,
權(quán)利要求
1.一種時鐘節(jié)點結(jié)群方法,包括: 確定步驟,確定版圖中的時鐘節(jié)點; 劃分步驟,將所述時鐘節(jié)點劃分為K個時鐘節(jié)點簇,作為初始時鐘節(jié)點結(jié)群,其中,K為大于等于I的整數(shù); 結(jié)群步驟,對所述初始時鐘節(jié)點結(jié)群進行優(yōu)化,得到最優(yōu)時鐘節(jié)點結(jié)群。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,在所述劃分步驟中,進一步包括, 基于所述時鐘節(jié)點構(gòu)造完全帶權(quán)無向圖,其中,該圖的頂點集由所述時鐘節(jié)點構(gòu)成,該圖的邊集由所述時鐘節(jié)點兩兩連接構(gòu)成,各個邊的權(quán)值為相互連接的兩個時鐘節(jié)點之間的曼哈頓距離; 生成所述完全帶權(quán)無向圖的最小生成樹; 在所述最小生成樹中,將權(quán)值大于設(shè)定值的邊刪除以形成帶權(quán)無向圖; 將所述帶權(quán)無向圖劃分成K個無向子圖以構(gòu)成所述K個時鐘節(jié)點簇,將所述K個時鐘節(jié)點簇作為初始時鐘節(jié)點結(jié)群。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于, 利用Kruskal算法生成所述完全帶權(quán)無向圖的最小生成樹。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于, 利用深度優(yōu)先搜索算法將所述帶權(quán)無向圖劃分成K個無向子圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,通過以下表達式來計算所述設(shè)定值EL,
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法,其特征在于,在所述結(jié)群步驟中,進一步包括, 步驟31,計算所述初始時鐘節(jié)點結(jié)群中的每個時鐘節(jié)點簇的幾何中心,得到K個聚類中心; 步驟32,計算所述初始時鐘節(jié)點結(jié)群中所有時鐘節(jié)點簇的總線長; 步驟33,清空所有時鐘節(jié)點簇; 步驟34,對于每個時鐘節(jié)點,計算與其距離最近的聚類中心,并將該時鐘節(jié)點加入到該聚類中心所在的時鐘節(jié)點簇中,重新形成K個時鐘節(jié)點簇; 步驟35,重新計算每個時鐘節(jié)點簇的幾何中心,并更新K個聚類中心; 步驟36,重新計算所有時鐘節(jié)點簇的總線長,判斷該總線長與上一次計算得到的總線長是否相等,若相等,則將重新形成的K個時鐘節(jié)點簇作為最優(yōu)時鐘節(jié)點結(jié)群,否則返回步驟33。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述時鐘節(jié)點簇的幾何中心,通過以下步驟計算: 如果該時鐘節(jié)點簇不為空,則其幾何中心為該時鐘節(jié)點簇所包含時鐘節(jié)點的位置坐標(biāo)的平均值;如果該時鐘節(jié)點簇為空,則其幾何中心為當(dāng)前包含時鐘節(jié)點數(shù)目最多的時鐘節(jié)點簇中一半時鐘節(jié)點的位置坐標(biāo)的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述所有時鐘節(jié)點簇的總線長為所有時鐘節(jié)點簇內(nèi)各個時鐘節(jié)點與該時鐘節(jié)點簇的幾何中心的連線長度的總和。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,還包括, 將時鐘節(jié)點數(shù)據(jù)存入設(shè)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中,其中設(shè)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括時鐘節(jié)點的二維坐標(biāo),電容值和節(jié)點序號。
10.一種時鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法得到的版圖中的K個時鐘節(jié)點簇,K為大于等于I的整數(shù); 用于驅(qū)動時鐘節(jié)點簇的K個緩沖器, 其中,各個緩沖器設(shè)置在其所要驅(qū)動的時鐘節(jié)點簇的內(nèi)部,該時鐘節(jié)點簇中的各個時鐘節(jié)點與該緩沖器直接相 連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時鐘節(jié)點結(jié)群方法,包括確定步驟,確定版圖中的時鐘節(jié)點;劃分步驟,將所述時鐘節(jié)點劃分為K個時鐘節(jié)點簇,作為初始時鐘節(jié)點結(jié)群;結(jié)群步驟,對所述初始時鐘節(jié)點結(jié)群進行優(yōu)化,得到最優(yōu)時鐘節(jié)點結(jié)群。本發(fā)明通過將版圖中的時鐘節(jié)點劃分成若干個時鐘節(jié)點簇,每個節(jié)點簇由一個緩沖器驅(qū)動,然后將所有緩沖器作為時鐘網(wǎng)絡(luò)綜合的輸入節(jié)點,進行時鐘網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造與優(yōu)化,能夠有效降低時鐘網(wǎng)絡(luò)的功耗,并且滿足系統(tǒng)要求的轉(zhuǎn)換速率,時鐘偏差,時延等約束。
文檔編號G06F17/50GK103150435SQ20131007734
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者蔡懿慈, 周強, 鄧超 申請人:清華大學(xué)
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