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『簡體書』非曼哈顿结构下超大规模集成电路布线理论与算法

書城自編碼: 3747789
分類:簡體書→大陸圖書→計算機/網絡網絡與數據通信
作者: 刘耿耿、黄兴、郭文忠
國際書號(ISBN): 9787302599449
出版社: 清华大学出版社
出版日期: 2022-04-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:HK$ 123.8

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編輯推薦:
本书介绍了超大规模集成电路相关定义、研究现状,并提出了对未来研究方向的展望,侧重于介绍非曼哈顿结构Steiner树布线算法的构建;聚焦于当前超大规模集成电路物理设计中研究热点之一的布线问题,针对非曼哈顿结构下布线算法研究不充分、布线问题更复杂的问题,展开了全面的分析与调研,设计了更为有效的布线算法,构造了高效的非曼哈顿结构下的布线器,对于理论学习与实践研究有十分重要的价值。
內容簡介:
本书系统讨论了非曼哈顿结构下超大规模集成电路布线设计的理论与算法,介绍了超大规模集成电路相关定义、研究现状,并提出了对未来研究方向的展望,侧重于介绍非曼哈顿结构Steiner树布线算法的构建,其中布线树考虑包括线长驱动、时延驱动、单层绕障、多层绕障、Slew约束等因素,设计了包括混合转换、多阶段转换、预处理、局部处理、基于整数线性规划和划分等诸多有效策略,从而构造多种高效的非曼哈顿结构下的布线器。本书还介绍了应用于超大规模集成电路布线问题的群智能技术。期望的读者是计算机行业电子设计自动化方面的本科生、研究生与工程师等相关研究人员。
關於作者:
刘耿耿,男,1988年生,福建南安人,副教授,博士生导师,旗山学者,CCF高级会员,中国计算机学会首届集成电路设计专业组委员,中国计算机学会信息系统专委会委员,福建省人工智能学会理事。主要从事计算智能及其应用、集成电路设计算法、机器学习等方面的研究。主持1项国家自然科学基金面上项目、1项国家自然科学基金青年项目等6个项目,并参与了5项国家自然科学基金科研项目,在《IEEE Transaction on Cybernetics》、《IEEE Transactions on Industrial Informatics》、《计算机学报》、《自动化学报》等国内外权威刊物和国际会议上发表70多篇学术论文,其中JCR一区18篇,JCR二区3篇,并申请发明专利41件,其中授权8件, 获软件著作权12项。
目錄
第1章绪论
1.1引言
1.2布线过程
1.2.1总体布线
1.2.2详细布线
1.2.3轨道分配
1.3布线树及布线算法研究现状
1.3.1布线树的构造算法
1.3.2总体布线算法
1.4研究展望
1.4.1通孔柱工艺下的VLSI性能驱动层布线问题
1.4.2多动态电压芯片设计环境下的VLSI总体布线问题
1.5本章总结
参考文献
第2章电路布线问题中的群智能技术
2.1引言
2.2简介
2.3群智能技术
2.3.1ACO算法
2.3.2PSO算法
2.3.3DE算法
2.3.4ABC算法
2.3.5FA算法
2.4超大规模集成电路中的布线问题
2.4.1Steiner树
2.4.2总体布线
2.4.3详细布线
2.5使用群智能技术解决布线问题
2.5.1ACO算法的应用
2.5.2PSO算法的应用
2.5.3DE算法的应用
2.5.4ABC算法的应用
2.5.5FA算法的应用
2.6相关讨论
2.6.1基于X结构的多层布线
2.6.2总体布线的多动态电压设计
2.6.3基于先进通孔柱技术的多层布线
2.7未来研究
2.7.1使用SI的先进技术模型的布线
2.7.2探索新型可用的SI技术
2.8本章总结
参考文献


第3章X结构Steiner小树算法
3.1引言
3.2基于离散PSO的X结构Steiner小树算法
3.2.1XSMT_PSO算法
3.2.2实验仿真与结果分析
3.2.3小结
3.3基于离散差分进化的X结构Steiner小树算法
3.3.1传统差分进化算法
3.3.2算法设计
3.3.3算法仿真与实验结果
3.3.4小结
3.4基于多策略优化离散差分进化的X结构Steiner小树算法
3.4.1算法设计
3.4.2算法仿真与实验结果
3.4.3小结
3.5基于文化基因的X结构Steiner小树算法
3.5.1MA_XMST算法
3.5.2实验仿真与结果分析
3.5.3小结
3.6线长驱动的X结构Steiner小树算法
3.6.1引言
3.6.2算法设计
3.6.3实验仿真与结果分析
3.6.4小结
3.7本章总结
参考文献
第4章时延驱动X结构Steiner小树算法
4.1引言
4.2时延驱动X结构Steiner小树算法概述
4.2.1问题描述
4.2.2算法设计
4.2.3仿真实验与结果分析
4.2.4小结
4.3汇延迟驱动的XSMT算法
4.3.1问题描述
4.3.2算法设计
4.3.3仿真实验与结果分析
4.3.4小结
4.4本章总结
参考文献
第5章单层绕障X结构Steiner小树算法
5.1引言
5.2基于离散粒子群优化的X结构绕障Steiner小树算法
5.2.1算法细节
5.2.2考虑可制造性的后续操作
5.2.3参数策略
5.2.4实验结果
5.2.5小结
5.3快速绕障X结构Steiner小树算法
5.3.1引言
5.3.2算法框架
5.3.3算法细节
5.3.4实验结果
5.3.5小结
5.4X结构绕障Steiner小树四步启发式算法
5.4.1算法细节
5.4.2复杂性分析
5.4.3实验结果
5.4.4小结
5.5本章总结
参考文献
第6章多层绕障X结构Steiner小树算法
6.1引言
6.2多层绕障X结构Steiner小树快速启发式算法
6.2.1相关工作
6.2.2问题模型
6.2.3算法的设计
6.2.4实验结果
6.3本章总结
参考文献
第7章考虑布线资源松弛的X结构Steiner小树算法
7.1引言
7.2相关工作
7.2.1总体布线
7.2.2Steiner树
7.2.3主要研究内容
7.3相关理论知识
7.3.1总体布线概述
7.3.2多动态电压设计模型
7.3.3Steiner树概述
7.4问题模型
7.5基于多阶段优化的XSMTCRRR算法
7.5.1初始拓扑的生成
7.5.2预处理及布线树的转换

7.5.3调整
7.5.4冗余点移除
7.5.5局部拓扑结构优化
7.5.6实验结果及分析
7.6本章总结
参考文献
第8章考虑Slew约束的X结构Steiner小树算法
8.1引言
8.2相关工作
8.3问题相关定义及模型
8.3.1相关定义
8.3.2Slew约束相关知识
8.3.3问题模型
8.4基于混合离散粒子群优化的Slew约束下X结构Steiner小树
算法
8.4.1引脚对编码方式与初始化
8.4.2预处理策略
8.4.3PSO搜寻
8.4.4局部策略
8.4.5混合修正策略
8.4.6算法时间复杂度分析
8.4.7实验结果
8.5本章总结
参考文献
第9章X结构总体布线算法
9.1引言
9.2基于ILP和划分策略的X结构总体布线算法
9.2.1相关研究工作
9.2.2基础知识
9.2.3ILP模型
9.2.4XGRouter的详细设计过程
9.2.5实验结果
9.2.6小结
9.3VLSI中高性能X结构多层总体布线器
9.3.1加强策略
9.3.2基于3种加强策略后布线器的新流程
9.3.3算法的收敛分析
9.3.4算法仿真与结果分析
9.3.5小结
9.4本章总结
参考文献
內容試閱
过去几十年来,超大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit, VLSI)已经成为信息技术与信息产业的硬件核心,其发展水平的高低已成为衡量一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志。SRC发布的“Physical Design CAD Top10 Needs”中指出了当前物理设计亟待解决的十大问题,其中布线问题首当其冲,在芯片尺寸和容量上,需要布线的电路芯片规模达到成千上万的大模块和几百万个小模块,同时要求在合理可行的时间完成布线工作。此外,布线的质量严重影响了设计过程中的其他需求,包括定时和互连线分析。本书以布线问题为背景,分析了传统布线互连结构——曼哈顿结构在物理设计阶段的限制与缺陷,选择以非曼哈顿结构为基础模型进行布线,实现芯片整体性能的优化,并为在非曼哈顿结构和多层设计概念下变得更为复杂的布线问题寻求更为有效的布线算法。
近年来,编者及其科研团队一直致力于非曼哈顿结构下构建Steiner小树的理论及应用研究,特别是使用算法的构建及其应用,并在此基础上撰写了此书。本书内容是作者基于自身所主持和参与的国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目等的研究成果,吸纳了国内外许多具有代表性的研究成果,并融合了课题组近年来在国内外重要学术刊物和国际会议上发表的研究成果,力图体现国内外在这一领域的研究进展。本书可作为计算机科学、自动化科学、人工智能等相关学科专业高年级本科生、研究生以及广大研究计算智能的科技工作者的参考书。由于作者水平有限,书中难免有疏漏之处,对于本书的不足之处,恳请读者批评指正。
全书由9章构成,内容自成体系,各章内容具体安排如下: 第1章主要介绍了超大规模集成电路设计方法的重要性及其发展现状,着重介绍了VLSI物理设计中总体布线与详细布线的相关概念,提出了非曼哈顿结构下VLSI布线设计的未来研究方向; 第2章主要介绍了基于群智能技术在X结构、多动态电压设计和通孔柱3种新模型下VLSI布线算法研究的探索; 第3章介绍了在总体布线中5种有效的X结构Steiner小树算法; 第4章介绍了以时延为优化目标的时延驱动X结构Steiner小树构建算法; 第5章介绍了3种有效的单层绕障X结构Steiner小树算法; 第6章介绍了多层绕障的X结构Steiner小树算法; 第7章介绍了一种高效的考虑布线资源松弛的X结构Steiner小树算法; 第8章介绍了基于混合离散粒子群优化的Slew约束的X结构Steiner小树算法; 第9章介绍了基于整数线性规划模型和划分策略的X结构总体布线算法。其中,第1章和第2章、第4章、第6~9章由刘耿耿完成,第3章由郭文忠完成,第5章由黄兴完成。


感谢清华大学出版社的大力支持和编辑的辛苦工作。同时,对课题组内参与有关研究工作的陈国龙教授、牛玉贞教授、陈志盛博士研究生以及庄震、陈晓华、汤浩、朱伟大、张星海、李荣荣、周茹平、魏凌、黄逸飞、杨礼亮、朱予涵等硕士研究生表示衷心感谢。后,感谢国家自然科学基金项目(61877010、11501114、U21A20472、11271002、11141005)、国家科技部重点研发计划课题(2021YFB3600503)、福建省自然科学基金项目(2019J01243、2018J07005)、福建省科技创新平台项目(2009J1007)和计算机体系结构国家重点实验室开放课题(CARCHB202014)等对相关研究工作的资助。
编者
2021年12月
于福州大学福建省网络计算与智能信息处理重点实验室

 

 

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