集成電路版圖布線中引腳布線資源預(yù)分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]集成電路版圖布線中引腳資源預(yù)分配方法是EDA工具在版圖布線設(shè)計中的通過對線網(wǎng)引腳進(jìn)行資源預(yù)分配和延緩釋放來處理線序依賴性和布線資源競爭的方法。本發(fā)明屬于EDA設(shè)計領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝節(jié)點進(jìn)入超深亞微米時代，芯片后端的物理設(shè)計復(fù)雜度不斷增大，對EDA (電子設(shè)計自動化)工具的依賴性不斷加深。當(dāng)今主流的集成電路版圖布線工具都旨在高效地把電路的邏輯網(wǎng)表轉(zhuǎn)換成版圖上的物理連接，即幾何圖形連接；同時需滿足諸多設(shè)計規(guī)則的要求，如不能短路、最小間距約束、最小覆蓋約束、最小面積約束等等。版圖上的設(shè)計規(guī)則違例會導(dǎo)致芯片無法tape out (送交制造)，因此滿足設(shè)計規(guī)則約束是布線的基本要求。
[0003]電路網(wǎng)表是線網(wǎng)的集合，各線網(wǎng)包含一系列的引腳。布線器要求把各線網(wǎng)的所有引腳通過金屬線或通孔連接，使其聯(lián)通。自深亞微米工藝以來，電路網(wǎng)表規(guī)模、引腳數(shù)越來越多，可用金屬布線層也越來越多，如何快速地生成所有線網(wǎng)的符合設(shè)計規(guī)則約束的幾何連接也越來越難。通常情況下，布線器會對線網(wǎng)逐條、順序地進(jìn)行布線。不同的布線次序?qū)Σ季€結(jié)果有顯著的影響，多個線網(wǎng)可能對同一塊區(qū)域的布線資源進(jìn)行爭搶。如果不考慮布線次序?qū)Σ季€結(jié)果的影響和線網(wǎng)之間對布線資源的競爭而盲目布線，將導(dǎo)致先布的線網(wǎng)把后布的線網(wǎng)的可能路徑給堵死，而導(dǎo)致設(shè)計規(guī)則違例大大增加。
[0004]因此在這里我們提出了在版圖布線中對引腳資源預(yù)分配的方法，它通過在布線前對所有線網(wǎng)引腳進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁Y源預(yù)分配，避免了先布線網(wǎng)對后布線網(wǎng)布線資源的不合理爭搶，并在隨后布線中逐漸放開這樣的資源限制，從而大大緩解了布線次序?qū)Σ季€質(zhì)量的影響，減少了設(shè)計規(guī)則的違例，提高了布線質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出引腳資源預(yù)分配的方法，該方法考慮了布線次序依賴性和線網(wǎng)之間對布線資源的競爭，在布線之前先對所有的線網(wǎng)引腳進(jìn)行資源預(yù)分配，避免了先布線網(wǎng)對后布線網(wǎng)布線資源的不合理侵占，并在布線過程中逐漸放開這樣的資源限制。忽視布線次序依賴性對于EDA布線工具是非常大的隱患，本文將詳細(xì)闡述其危害和對應(yīng)的解決方案。
[0006]布線次序依賴性的定義:順序布線中，線網(wǎng)的布線次序?qū)Σ季€質(zhì)量有很大影響，先布的線網(wǎng)可能把后布的線網(wǎng)的可能布線路徑堵死，從而導(dǎo)致更多的設(shè)計規(guī)則違例。
[0007]圖1顯不了一個布線的原始版圖,版圖有兩個金屬布線層Ml和M2,金屬層間通過通孔連接；有兩條待布的線網(wǎng):線網(wǎng)A和線網(wǎng)B，線網(wǎng)A有引腳A-1和A-2，線網(wǎng)B有引腳B-1和B-2。在圖1中，Ml層引腳外的區(qū)域幾乎都被障礙塊阻擋了，因此線網(wǎng)A或線網(wǎng)B都只能通過通孔及M2層的金屬線進(jìn)行連接。圖2顯示的是不考慮資源預(yù)分配的布線結(jié)果，其中先布線網(wǎng)A (圖2 (a))，后布線網(wǎng)B (圖2 (b))。從圖2 (a)中可看出，先布的線網(wǎng)A把引腳B-1對應(yīng)在M2層的通孔區(qū)域給擋住了 ；但對引腳B-1而言，由于周圍區(qū)域都被布線障礙塊和線網(wǎng)A的引腳給擋住了，因此它必然要向M2層引出通孔并在M2層走金屬線，這樣一來，就導(dǎo)致了在M2層上線網(wǎng)B和線網(wǎng)A的布線路徑相互重合，即短路(圖2(b))。
[0008]忽視布線次序依賴性的危害:從圖2 Ca)來看，一種解決方法是拆除線網(wǎng)A，然后先布線網(wǎng)B，后布線網(wǎng)A ;但更復(fù)雜也更一般的情況是，線網(wǎng)A把線網(wǎng)B的可能布線路徑堵死了，而線網(wǎng)C和線網(wǎng)D又把線網(wǎng)A的候選路徑給堵了，線網(wǎng)E再把線網(wǎng)C和線網(wǎng)D的候選路徑給堵了，…，這樣就形成了一長串的依賴關(guān)系；尤其是超深亞微米工藝以來，線網(wǎng)集的規(guī)模越來越龐大(線網(wǎng)數(shù)量高達(dá)上萬、幾十萬甚至上百萬條)，如此龐大的網(wǎng)表規(guī)模會導(dǎo)致線網(wǎng)布線次序之間的依賴關(guān)系變得極其錯綜復(fù)雜，線網(wǎng)之間對布線資源的競爭也極其復(fù)雜。簡單地依賴拆線重布來解決線序依賴性將導(dǎo)致大量的拆線迭代；并且在下次拆線重布時，依然面臨同樣的布線次序問題。
[0009]布線次序依賴性的處理方法，即引腳布線資源預(yù)分配方法如下:在進(jìn)行布線之前，先對所有線網(wǎng)引腳的上層金屬層進(jìn)行布線資源預(yù)分配；在布線過程中，在布某條線網(wǎng)時，先釋放該線網(wǎng)先前預(yù)分配的布線資源，然后正常布該線網(wǎng)，但是不能使用別的線網(wǎng)引腳已經(jīng)預(yù)分配的布線資源，否則判定為設(shè)計規(guī)則違例(雖然別的線網(wǎng)引腳此時還未進(jìn)行“真實”的布線，但是布線資源的“預(yù)分配”就假設(shè)該引腳“已經(jīng)”占用了該資源)。
[0010]圖3顯示了對引腳預(yù)分配布線資源后的布線結(jié)果，依然先布線網(wǎng)A，后布線網(wǎng)B。首先，在布線前先對線網(wǎng)的所有引腳(圖中是引腳Α-1、Α-2和Β-1、Β-2)的上層金屬進(jìn)行了相應(yīng)的資源預(yù)分配(圖3 Ca? ;在隨后布線網(wǎng)A時，由于線網(wǎng)B已經(jīng)把M2層相應(yīng)區(qū)域的布線資源給“預(yù)分配”了，因此線網(wǎng)A需要繞開線網(wǎng)B預(yù)分配的資源區(qū)域(圖3 (b));最后線網(wǎng)B也順利布通(圖3 (C))。
【附圖說明】
[0011]圖1初始版圖:具有布線次序依賴性的線網(wǎng)A和B
圖2不考慮引腳布線資源預(yù)分配的布線結(jié)果:先布線網(wǎng)A，后布線網(wǎng)B 圖3為引腳預(yù)分配布線資源后的布線結(jié)果:先布線網(wǎng)A，后布線網(wǎng)B 具體實施步驟
結(jié)合一個具體的實例說明通過對引腳進(jìn)行布線資源預(yù)分配方法，操作流程如下:
1)準(zhǔn)備電路單元庫文件，記錄連接關(guān)系的電路網(wǎng)表文件；
2)準(zhǔn)備布線前的一些版圖數(shù)據(jù)，如布局結(jié)果，生成布線軌道等；
3)對所有線網(wǎng)引腳的上層金屬層進(jìn)行布線資源預(yù)分配；
4)對所有線網(wǎng)進(jìn)行順序布線，并在布單條線網(wǎng)時放開對其所屬引腳的布線資源的限制；
進(jìn)行后續(xù)的布線步驟，如拆線重布等。
【主權(quán)項】
1.集成電路版圖布線中引腳布線資源預(yù)分配方法，涉及到EDA設(shè)計工具的主要特征為: (1)在版圖布線前，對所有線網(wǎng)引腳的上層金屬層進(jìn)行布線資源預(yù)分配； (2)布線過程中，在布某條線網(wǎng)時，先釋放該線網(wǎng)先前預(yù)分配的布線資源，然后正常布該線網(wǎng)，在布該線網(wǎng)時不能使用別的線網(wǎng)引腳已經(jīng)預(yù)分配的布線資源。
2.要求保護(hù)特征(I)和(2)的組合。
【專利摘要】本文提出了在集成電路版圖布線中對引腳進(jìn)行布線資源預(yù)分配的方法：在版圖布線前，先對所有線網(wǎng)引腳的上層金屬層進(jìn)行布線資源預(yù)分配；在隨后的布線過程中，在布某條線網(wǎng)時，先釋放該線網(wǎng)先前預(yù)分配的布線資源，然后正常布該線網(wǎng)，在布該線網(wǎng)時不能使用別的線網(wǎng)引腳已經(jīng)預(yù)分配的布線資源。該方法很好地考慮了線網(wǎng)之間對布線資源的競爭，避免了先布線網(wǎng)對后布線網(wǎng)的布線資源的不合理侵占，大大緩解了布線次序?qū)Σ季€質(zhì)量的影響，減少了設(shè)計規(guī)則違例，提高了布線質(zhì)量。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104750885
【申請?zhí)枴緾N201310735842
【發(fā)明人】敖健常, 賈艷明, 陸濤濤
【申請人】北京華大九天軟件有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月29日