Io排布对H．264芯片电源网格的优化-北京工业大学学报.PDF

第32卷第10期 北京工业大学学报 V01．32No．10 2006年10月 oF UNIⅦRSITYOFTE(HNoLl)GY Oct2006 JOURNALBEI儿NG Io排布对H．264芯片电源网格的优化 侯立刚，李 菜，谢通，吴武臣 (北京工业大学集成电路与系统实验室．北京1()0022) 摘要：为了优化H264视频解码芯片电源网格的设计，提出了10单元自动排布算法IOAP，同时完成了相关 软件的开发和应用实验实验结果表明．H264芯片电源网格得到有效优化，同时布线总长度优化7，22％，布 线时间减步16．57％．整个芯片的性能和设计收敛性得到提高 关键谒：供电；自动排布；电子设计自动化(Ⅱ)舢 47 0865一05 中圉分类号：TN 文献标识码：A 文章编号2006)lo H264视频解码芯片是一款高速大运算量的高端芯片，其电源网格的设计十分重要．电源网格的优 化与布局和布线的分离使实质上的优化效果难以实现…电源网格线形状优化是一种重要的优化电源网 格的方法【2】此外，IO单元的排布对整个物理设计的结果有重大的影响．文献[3]中提到IO的初始排布 严重影响着芯片的最终设计结果，然而，即便有强大的检验程序和绘图工具的支持【4J，IO的初始排布仍然 依赖经验．文献[5]列出了Io排布的相关算法．文献[6]介绍了一种总线驱动预排布的方法，研究了总 线10单元分组和重排序．文献[7]中阐述的方法是缩短从电源焊点到本地电源配线的路径，这种方法与 芯片的封装有关．这些IO排布的研究在应用到H．264芯片的物理设计时，有以下局限：①对电源网格优 化针对性不强．②缺乏便于应用的、适用于多种芯片设计的、能直接融入现有电子设汁自动化(EDA)工具 流程的方法作者提出了利用Io排布优化电源网格的Io自动排布算法(I(h心) 1研究方案概述 H264视频解码芯片采用sMIcl80nm工艺．EDA工具采用cadencesOcEncounter物理设计流程 表1列出r芯片的基本信息和供电IO估算结果 表l H．264视频解码芯片信息 Tab．1 videodecoderInform“ion H·264 chjp 作者对电源网格的优化采用IO排布优化和EDA工具结合的方式，围绕IOAP算法和相关软件的开 发进行整个基于IO的电源网格排布主要分为3部分． 1)IO排布准备分析了Io受限设计和内核受限设计的区分以及10分组， 2)IO排布分析了对供电IO单元数量的估计方式，引入信号IO单元加权算法，利用新线性定位算 法控制IO单元的分配，同时比较不同箅法的结果． 3)排布后物理设计通过物理设计过程及电源网格等设计目标的比较，得到实验结果，并进行评估。 完成H264芯片设计． 收稿日期：2∞5—10—21 作者简介：侯立刚1978一)，男，I{j东济南人．博士生 万方数据 北京工业大学学报 2006年 2 IO单元自动排布算法 IOAP分为10受限或内核受限设计的分析、供电IO数目的估算、Io分组和IO最终定位 2．1 IO受限或内核受限 Io受限设计和内核受限设计的区分取决于IO单元数量和尺寸与内核总面积的相对关系．在Io相 对较多时，所有10紧密排布(无缝隙)仍能满足内核面积要求，此时的设计为10受限设计内核面积较大 时，IO单元之间有空隙，此时的设计为内核受限设计．标准单元的尺寸不断缩小，但IO单元的大小没有 明显变化。如表2所示． 衰2不同工艺库中单元尺寸的比较