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1、(10)申请公布号 CN 103500240 A (43)申请公布日 2014.01.08 CN 103500240 A (21)申请号 201310398732.6 (22)申请日 2013.09.04 G06F 17/50(2006.01) (71)申请人 深圳先进技术研究院 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大学 城学苑大道 1068 号 (72)发明人 李慧云 徐国卿 彭磊 (74)专利代理机构 深圳市科进知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 44316 代理人 宋鹰武 沈祖锋 (54) 发明名称 对硅通孔进行动态规划布线的方法 (57) 摘要 本发明提供一种对硅通孔进行动态。
2、规划布局 法， 包括 （1） 进行初始化得到初始化值， 包括需要 布局的硅通孔总数、 每层中需要布局的硅通孔最 大数、 最优目标 ；（2） 判断是否有上述初始化值的 对应的最优解， 其中若有对应最优解则进入步骤 （3） ， 若没有对应最优解则进入步骤 （4） ；（3） 直接 引用所述最优解， 并根据该最优解进行布局布线 ； （4） 根据所述最优目标， 提取需求特征 ；（5） 将需 求特征与所述初始化值代入迭代方程， 并自底而 上的求解最优解 ；（6） 根据所述最优解进行布局 布线设计 ；（7） 将上述初始化值与最优解进行存 储。本发明通过以不同芯片布局布线优化的特点 为动态规划的最优目标， 然。
3、后通过动态规划迭代， 自底而上的得到最优解。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103500240 A CN 103500240 A 1/1 页 2 1. 一种对硅通孔进行动态规划布局法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： （1） 进行初始化得到初始化值， 包括需要布局的硅通孔总数、 每层中需要布局的硅通孔 最大数、 最优目标 ； （2） 判断是否有上述初始化值的对应的最优解， 其中若有对应最优解则进入步骤 （3） ， 若没有对应最优。
4、解则进入步骤 （4） ； （3） 直接引用所述最优解， 并根据该最优解进行布局布线 ； （4） 根据所述最优目标， 提取需求特征 ； （5） 将需求特征与所述初始化值代入迭代方程， 并自底而上的求解最优解 ； （6） 根据所述最优解进行布局布线设计 ； （7） 将上述初始化值与最优解进行存储。 2. 如权利要求 1 所述的对硅通孔进行动态规划布局法， 其特征在于， 所述的最优目标， 包括最短路径、 最小密度、 最小时钟偏移、 最小热力学不均匀、 最佳可靠性， 或任几项的加权 和。 3. 如权利要求 1 所述的的对硅通孔进行动态规划布局法， 其特征在于， 在步骤 （3） 、（6） 中所述的根据最。
5、优解进行布局， 还包括结合每层中设置的逻辑门数量与位置。 4. 一种对硅通孔进行动态规划布局法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： （1） 进行初始化得到初始化值， 包括需要布局的硅通孔总数、 每层中需要布局的硅通孔 最大数、 最优目标、 每层中的逻辑门设置 ； （2） 判断是否有上述初始化值的对应的布局布线， 其中若有对应的布局布线， 则直接按 照对应的布局布线进行设置， 若没有对应的布局布线， 则进入下一步 ； （3） 根据所述最优目标， 提取需求特征 ； （4） 将需求特征与所述初始化值代入迭代方程， 并自底而上的求解最优解 ； （5） 根据所述最优解进行布局布线设计 ； （6） 将上述初。
6、始化值与布局布线设计进行存储。 权 利 要 求 书 CN 103500240 A 2 1/4 页 3 对硅通孔进行动态规划布线的方法 技术领域 0001 本发明涉及硅通孔的布局问题， 尤其涉及一种对硅通孔进行动态规划布线的方 法。 背景技术 0002 随着集成电路的发展， 集成度越来越高， 工艺水平日趋缩小， 金属互连线的延时 和功耗在不断增加， 严重影响了集成技术的发展。为了推动半导体产业的发展， 人们提出 了三维集成的概念， 这种技术是通过硅通孔技术实现模块单元在垂直方向上的互连通信。 基于硅通孔三维集成技术极大地缩短了连线、 改善性能和降低功耗等问题。目前硅通孔 的设计主要以二维布局布线。
7、为基础， 加入硅通孔工艺必须的最小线宽、 线距数据， 采用 EDA （electronic design automation） 工具自动生成硅通孔设计方案。 0003 但如何进行硅通孔的设计， 以最大程度地减小寄生效应、 功耗、 时钟偏移、 热力学 不均匀等， 目前还是学术和工业界的难题。 发明内容 0004 本发明针对此问题， 提供了一种对硅通孔进行动态规划布线的方法。包括如下步 骤 ：（1） 进行初始化得到初始化值， 包括需要布局的硅通孔总数、 每层中需要布局的硅通孔 最大数、 最优目标 ；（2） 判断是否有上述初始化值的对应的最优解， 其中若有对应最优解则 进入步骤 （3） ， 若没有。
8、对应最优解则进入步骤 （4） ；（3） 直接引用所述最优解， 并根据该最优 解进行布局布线 ；（4） 根据所述最优目标， 提取需求特征 ；（5） 将需求特征与所述初始化值 代入迭代方程， 并自底而上的求解最优解 ；（6） 根据所述最优解进行布局布线设计 ；（7） 将 上述初始化值与最优解进行存储。 0005 优选地， 所述的最优目标， 包括最短路径、 最小密度、 最小时钟偏移、 最小热力学不 均匀、 最佳可靠性， 或任几项的加权和。 0006 优选地， 在步骤 （3） 、（6） 中所述的根据最优解进行布局， 还包括结合每层中设置的 逻辑门数量与位置。 0007 本发明还提供一种对硅通孔进行动态。
9、规划布局法， 包括如下步骤 ：（1） 进行初始 化得到初始化值， 包括需要布局的硅通孔总数、 每层中需要布局的硅通孔最大数、 最优目 标、 每层中的逻辑门设置 ；（2） 判断是否有上述初始化值的对应的布局布线， 其中若有对应 的布局布线， 则直接按照对应的布局布线进行设置， 若没有对应的布局布线， 则进入下一 步 ；（3） 根据所述最优目标， 提取需求特征 ；（4） 将需求特征与所述初始化值代入迭代方程， 并自底而上的求解最优解 ；（5） 根据所述最优解进行布局布线设计 ；（6） 将上述初始化值与 布局布线设计进行存储。 0008 本发明的对硅通孔进行动态规划布线的方法， 通过以不同芯片布局布。
10、线优化的特 点为动态规划的最优目标， 然后通过动态规划迭代， 自底而上的得到最优解。 说 明 书 CN 103500240 A 3 2/4 页 4 附图说明 0009 图 1 是本发明中对硅通孔进行动态规划布线的方法流程图。 0010 图 2 是 3 层堆叠芯片的布局布线的示例图 0011 图 3 是本发明中最短路径布线方式的示例图。 0012 图 4 是本发明中最小密度布线方式的示例图。 具体实施方式 0013 如图 1 所示， 为本发明的对硅通孔 （TSV， through silicon via） 进行动态规划布 线的方法流程图， 其步骤如下 ： 0014 在步骤 S101 中， 对硅通。
11、孔的最优目标进行初始化。 0015 初始化包括定义需要布局硅通孔的总层数为 num_layer， 每层中需要布局硅通孔 的最大数为 num_TSVi， 最优目标定义为二维数组 opt， 数组大小为 num_layer*num_ TSV， 其中总层数与每层硅通孔最大数是已知的， 二维 opt 数组及其大小需要根据后续的需 求特征进行更换。 0016 在步骤 S102 中， 判断上述初始化值是否有对应的最优解。 0017 在其他实施方式中， 可以直接判断是否有对应的布局布线设计。 其中， 若直接判断 布局布线， 则在步骤 S101 中， 初始化值， 还应当包括芯片上的逻辑门设置， 包括每层逻辑门 。
12、的数量及其位置。 0018 若没有对应的最优解或布局布线设计， 则进入步骤 S103， 根据最优目标， 提取其需 求特征。 0019 在本发明中， 根据最优目标， 提取需求特征。例如， 最短路径、 最小密度、 最小时钟 偏移、 最小热力学不均匀为、 最佳可靠性等， 或任几项的加权和。 0020 其中， 最优解的目标与需求特征的对应关系如下表所示 ： 0021 最优目标需求特征 最短路径最小互连线长度 最小密度单位面积内硅通孔个数最少 最小时钟偏移时钟树上各层路径差值最小 最小热力学不均匀各路径热力学参数差值最小 最佳可靠性密度分布最均匀、 温度分布最均匀 （即各处差值最小） 加权和任几项的加权。
13、和 0022 在步骤 S104 中， 根据需求特征， 结合需要布局的硅通孔总层数、 每层中需要布局 的硅通孔最大数， 代入递归方程， 并自底而上的计算出最优解。 0023 其中， 递归方程如下 ： 0024 说 明 书 CN 103500240 A 4 3/4 页 5 0025 在步骤 S105 中， 根据所述最优解， 确定最佳硅通孔布局布线。 0026 请参照图 2， 为 3 层堆叠芯片的布局布线的示例图， 共设有 4 个逻辑门端口、 6 个 TSV 可选位置。 0027 即， 初始化可得到 ： 当需要布局的硅通孔层数 num_layer-1=2， 每层中需要布局的 硅通孔最大数为 num_。
14、TSVi=3。 0028 请参阅图 3， 以最短路径布线为例， 即要求最小互连线长度。 0029 第 i 层， 第 j 个互连线长度计算公式 ： 0030 0031 其中 xj 表示第 i 层中第 j 个硅通孔的横坐标值。 0032 上述递归方程为 ： 0033 0034 0035 同理， 如图 4 所示， 为最小密度布线方式的示例图， 即要求单位面积内硅通孔个数 最少， 以实现散热与力学的均衡。 0036 在步骤 S106 中， 将上述初始化值与最优解进行存储。在另一实施方式中， 将上述 初始值与布局布线进行存储。二者皆是为了方便下次规划时直接引用。 0037 在步骤 S102 的判断时若有。
15、对应的最优解， 则进入步骤 S107， 直接引用该对应的最 说 明 书 CN 103500240 A 5 4/4 页 6 优解 ； 0038 在步骤 S108 中， 根据该最优解进行布局布线设计。 0039 在另一实施方式中， 若在步骤 S102 中， 判断结果为有对应的布局布线设计， 则直 接引用该布局布线设计。 0040 本发明提出的基于动态规划法的硅通孔布局布线， 有如下优点 ： 在应用动态规划 时， 对于重复出现的子问题 （最短路径、 最小时钟偏移等） ， 只需在第一次遇到时加以求解， 并把答案保存起来， 以便以后再遇到时直接引用， 不必重新求解， 从而大大地提高计算效 率。相比之下，。
16、 其他的迭代方法如分而治之或贪心算法， 对于某个子问题， 不管是否已经求 解过， 只要遇上， 就会再次对它求解， 因而影响了计算效率。 0041 本发明经过仿真， 结果显示采用这种方法可以明显提高布局布线效率。 0042 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为 本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103500240 A 6 1/2 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103500240 A 7 2/2 页 8 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103500240 A 8 。