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1、27卷第4期微电子学与计算机Vol.27No.42010年4月MICROELECTRONICS&COMPUTERApril2010VLSI互联线的延时优化研究孔昕,吴武臣,侯立刚,彭晓宏(北京工业大学电控学院集成电路与系统集成实验室,北京100124)摘要:首先对互连线模型进行了分析,介绍了插入缓冲器来减小长线延时的方法,然后通过具体计算分析了缓冲器插入的位置、数量,以及尺寸对连线延迟的影响,得出了理论上最理想的优化方案,并给出了结合实际物理设计的优化方案和算法.最后,对一条长互联线的延迟进行了仿真计算,结果证
2、明所给出的算法可有效地减小延时.关键词:VLSI;互联线延时;缓冲器;优化中图分类号:TN47;TN305.96文献标识码:A文章编号:1000-7180(2010)04-0066-03OptimizationforInterconnectDelayofVLSIsKONGXin,WUWuchen,HOULigang,PENGXiaohong(VLSI&SystemLaboratory,CollegeofElectronicInformationandControlEngineering,Bei
3、jingUniversityofTechnology,Beijing100124,China)Abstract:Inthispaper,interconnectdelaymodeisanalyzedandthemethodofbufferinsertiontoreducethelongwiredelayisintroduced.Aftertheimpactofposition,amountandsizeofthebufferisanalyzed,thebestwaytoreducetheinterconnectdel
4、ayontheoryandthebestwayonrealityaregained.Atlast,throughsimulateandcalculateofalongwiredelay,thealgorithmisprovedtobeeffectiveinreducingthedelay.Keywords:VLSI;interconnectdelay;buffers;optimization行了优化,并与优化前长线的延时进行了比较,结果1引言证明所提出的算法可有效地减小互联线的延时.随着集成电路的不断发展,深亚微米工
5、艺的出2缓冲器模型现,连线所产生的各种影响已经变得越来越重要.在集成电路的设计中,常常会有长连线的存在.2.1集总模型随着连线长度的增长,电阻会随着长度的增加急剧对长线进行分析,首先要对其建立一个分析的增大,到达一定长度的时候会超过门的延时影响,以模型.因为一条导线的寄生(电容、电阻)参数是沿它致影响时序,发生功能性错误,同时还会对电路的电的长度分布的,而不是集中在一点.因此,对于一段[12]压降和功耗分布产生影响.较长的导线,可以把他表示成一个集总的n段RC文中首先引入了互联线的分析模型和长线延时结构[34],
6、如图1所示.的计算方法,研究了插入优化缓冲器尺寸、位置和数量对延时的影响.然后,对一段长线延时理论上的最佳优化方法进行了探讨.接着通过分析一个实际的互联线延时计算说明了实际情况下由于实际物理设计条件的限制,不可能用最理想的方案进行优化.进而编辑了一套算法,对不同情况下的长线延时给出了图1RC连线模型最优的优化方案.最后使用所提出的算法对互联线进收稿日期:2009-03-31;修回日期:2009-05-31第4期孔昕,等:VLSI互联线的延时优化研究67其中:线过长,往往会产生时序上的影响,造成holdtimeRwir
7、e=nRW,Cwire=nCW的违例,影响时序.Rwire为长线的等效电阻,CW为长线的等效由前面的公式可以看出,长线的延时和导线的电容.总长度L成平方关系.常用的减小延时的解决方法集总的RC模型主要有3种,如图2所示.而对是在长线中选择合适的位置插入缓冲器,这样就把一个长线的分步式RC连线进行延时计算来说,通一段长线分成了若干段,把总延时和L的平方关系过分析[5]可知模型是最合适的集总模型,这也是变得更加线性,从而达到减少总延时的目的.本文进行优化所用模型.3.2理想方案假设有一段长度为L的互联线,为了减小其延时,
8、把它分成N段进行优化,即在互联线中加入N个缓冲器,如图4所示.在此使用前面介绍的模型进行计算.图2三种RC模型2.2艾蒙延时在计算长线延时的时候,最常用的是艾蒙延时的计算方法.在节点i处的艾蒙延时可以由下式给出:Ni=CkRikk=1因此,对于一个如图3所示的长线网络来说,可以计算艾蒙延时为=R1C1+(R
