半定制设计中的数据路径延时优化方法研究

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1、学校代码：!Q2竖分类号：!丛塑!：2密级：公珏UDC：§21：3学号：!Q12垫隶韵大·莹仑⑨硕士学位论文半定制设计中的数据路径延时优化方法研究研究生姓名：导师姓名：申请学位类别王掌亟±级学科杞称生王抖兰与拄苤级学科私称煎皇王堂皇国佳电壬堂答辩委挺会{：脯墓题堕评阅人墓匦明叭5mⅢ8m6㈣粼¨¨¨F⋯⋯W隶南『大·粤硕士学位论文半定制设计中的数据路径延时优化方法研究专业名称：微电壬堂皇固佳电王堂研究生姓名：割超导师姓名：塑屋ResearchonOptimizationMethodofDataPathinSemi--CustomDesignAThesisSub

2、mittedtoSoutheastUniversityIIIIIIIlUIIIIIIIY2439065FortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLIUChaoSur"dbySupervisedProfessorHUChenSchoolofElectronicScienceandEngineeringSoutheastUniversityJune2013东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已

3、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：羹当馊日期：塾j≥兰堑址东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)

4、授权东南大学研究生院办理。研究生签名：生生型导师签名：l·-n摘要半导体制造工艺的飞速发展对芯片的时序、功耗等性能指标提出了更高的要求。然而随着工艺特征尺寸的降低，芯片物理设计的时序收敛过程变得愈加困难。本文在分析了当前各种解决关键路径时序收敛问题方法的局限性之后，提出了定制特定标准单元库结合GSRI减小长互连线延时的时序优化方案。该方案以集成电路半定制设计方法为基础，结合了关键路径上的标准单元定制和长互连线延时减小方法，有效减小了数据路径延时，将芯片工作频率提高了5．09％12．04％。本文采用的方案流程大体分为两个部分。第一部分实验对象包含基准测试电路IS

5、CAS89和商用处理器ARMll36JF．S。首先以ISCAS89的8个电路为实验对象，通过增加中继器单元驱动力等级以优化时序。然后以ARMl136JF—S为实验对象，利用定制的中继器单元库优化其时序以验证增加中继器驱动力等级的方法在复杂电路中的实现可行性。第二部分针对ARMll36JF—S的关键路径，布线后先采用基于逻辑努力(LogicalEffort，LE)和“统一逻辑努力”(UnifiedLogicalEffort，ULE)的组合逻辑链延时最小化方法定制关键路径上的标准单元以优化时序，然后对关键路径上的长互连线采用门终止中继器缩放插入(Gate—Term

6、inatedSizedRepeaterInsertion，GSRI)方法减小其延时。对于第一部分以ARMl136JF—S为对象的实验，本文还采用基于分布式多场景时序分析(DistributedMulti—ScenarioAnalysis，DMSA)的命令结合脚本修复保持时间违规，并将功耗和面积结果与ARMl136JF—S的原始数据做对比，从而评估功耗和面积代价。在TSMCCLN65LP工艺条件下，本文完成了时序优化方案并整理了相关实验结果：第一部分实验对象ISCAS89的8个电路频率提高了5．09％12．04％，实验对象ARMll36JF—S频率提高了4．43

7、％。结合第二部分定制标准单元以及减小长互连线延时的方法，ARMll36JF—S的频率总共提高了6．21％。本文最后对第一部分以ARMll36JF—S为对象的实验最终的时序、功耗和面积等进行了评估，结果表明，ARMll36JF—S功耗增加了9．30％(最好条件)和7．13％(最差条件)，总面积基本无变化。关键词：集成电路的半定制，中继器，逻辑努力，分布式多场景时序分析，ISCAS89，ARMll36JF—SAbstractWitlltherapiddevelopmentofthesemiconductormanufacturingprocess．thedeman

8、dforgoodchiptiminga