本發(fā)明屬于版圖設(shè)計(jì)相關(guān)，更具體地，涉及一種標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、標(biāo)準(zhǔn)單元庫包括版圖庫、符號(hào)庫、電路邏輯庫等，是集成電路芯片后端設(shè)計(jì)過程中的基礎(chǔ)部分。運(yùn)用預(yù)先設(shè)計(jì)好的優(yōu)化的庫單元進(jìn)行自動(dòng)邏輯綜合和版圖布局布線，可以極大地提高設(shè)計(jì)效率。

2、在版圖中，常規(guī)會(huì)涉及到晶體管的布局，即形成晶體管標(biāo)準(zhǔn)單元，目前一般是通過eda工具進(jìn)行半自動(dòng)的設(shè)計(jì)，此過程需要人工參與調(diào)整，耗時(shí)費(fèi)力。

3、因此，需要提出一種自動(dòng)布局方法，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)單元內(nèi)晶體管的快速布局并保證局部效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，其目的在于在滿足晶體管連接特性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)晶體管的自動(dòng)布局，提高布局效率。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其包括：

3、步驟s1、獲取待布局的各nmos晶體管和pmos晶體管的信息；

4、步驟s2、將共柵極的nmos晶體管和pmos晶體管配對(duì)，若存在剩余未配對(duì)的晶體管，則設(shè)置虛擬晶體管與之配對(duì)，分別將nmos晶體管和pmos晶體管置于不同的序列中，隨機(jī)初始化序列中各晶體管的位置但保證配對(duì)的晶體管在序列中的位置始終對(duì)齊；

5、步驟s3、以序列布局為優(yōu)化對(duì)象、以布局分?jǐn)?shù)最高為優(yōu)化目標(biāo)，執(zhí)行爬山算法，得到序列的自適應(yīng)初始布局，并計(jì)算序列的自適應(yīng)初始溫度t=2*s÷u，式中，s為每次爬山所得的分?jǐn)?shù)變化量的累積，u為爬山次數(shù)，所述布局分?jǐn)?shù)為晶體管布局指標(biāo)的加權(quán)求和；

6、步驟s4、基于自適應(yīng)初始布局和自適應(yīng)初始溫度，執(zhí)行模擬退火算法，得到序列的最終布局；

7、步驟s5、以序列中晶體管的排布作為晶體管的布局。

8、可選地，在步驟s4中，先執(zhí)行數(shù)輪試探性的模擬退火算法，以布局分?jǐn)?shù)最高的布局作為初始解再繼續(xù)執(zhí)行模擬退火算法直至結(jié)束。

9、可選地，先執(zhí)行5輪試探性的模擬退火算法。

10、可選地，在步驟s4中，執(zhí)行模擬退火算法的過程包括：

11、步驟s41：以序列的當(dāng)前布局作為當(dāng)前解i，令最優(yōu)解s=i；

12、步驟s42：擾動(dòng)當(dāng)前解i，得到新解j，若分?jǐn)?shù)f(j)>f(i)，則接受新解j并更新s=j，否則，計(jì)算概率p=e([f(j)-f(i)]/t)并生成一個(gè)大于0且小于1的隨機(jī)數(shù)，若隨機(jī)數(shù)小于p，則接收新解j；t為當(dāng)前溫度；

13、步驟s43：降低溫度t；

14、步驟s44：重復(fù)步驟s42~步驟s43直至溫度t低于終止溫度或解收斂，輸出最優(yōu)解。

15、可選地，所述擾動(dòng)包括對(duì)晶體管進(jìn)行180°旋轉(zhuǎn)、晶體管位置交換、晶體管位置移動(dòng)。

16、可選地，若存在寬度超出標(biāo)準(zhǔn)單元尺寸的晶體管，則將其寬度進(jìn)行折疊以適配標(biāo)準(zhǔn)單元的尺寸。

17、可選地，步驟s5包括：以序列中晶體管的排布作為晶體管的布局，得到晶體管的布局信息，將晶體管的布局信息、晶體管連接信息以及網(wǎng)表節(jié)點(diǎn)連接信息以json格式寫入文件中，得到版圖布局的json格式文件。

18、可選地，所述布局指標(biāo)包括面積、線長(zhǎng)、引腳可訪問性、布局對(duì)稱性、版圖規(guī)則性、程序運(yùn)行時(shí)間。

19、本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

20、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

21、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要具有以下有益效果：

22、1.?本發(fā)明所提的晶體管自動(dòng)布局方法，一方面，在通過尋優(yōu)算法進(jìn)行布局尋優(yōu)之前，先通過配對(duì)的方式使共柵極的晶體管的位置始終對(duì)齊，該約束可以完全保證最終布局結(jié)果中共柵極的晶體管共用柵極網(wǎng)線，滿足實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)單元對(duì)晶體管布局的要求，提高布局成功率，另一方面，在進(jìn)行布局尋優(yōu)時(shí)，結(jié)合爬山算法和模擬退火算法，先通過爬山算法了解當(dāng)前待構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)單元的晶體管的情況，對(duì)爬山過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，基于爬山算法的數(shù)據(jù)計(jì)算一個(gè)能夠適應(yīng)當(dāng)前晶體管情況的自適應(yīng)初始溫度并作為模擬退火算法的溫度起點(diǎn)，尤其是自適應(yīng)溫度起點(diǎn)的設(shè)置，可以使得模擬退火過程中接受差解的整體概率調(diào)整為接近p=e-0.5，相比于傳統(tǒng)的模擬退火過程將初始溫度設(shè)置的非常高導(dǎo)致接受差解的概率接近1，本發(fā)明增強(qiáng)了接受差解的隨機(jī)性，不會(huì)過于偏向于接受差解，相比于傳統(tǒng)算法，本發(fā)明執(zhí)行模擬退火算法時(shí)收斂的時(shí)間更短，效率更高，且布局效果較好；

23、2.?可選地，先后執(zhí)行兩次模擬退火算法，通過探索初解，可以使得迭代過程中的布局分?jǐn)?shù)收斂較為穩(wěn)定，基本不會(huì)有較大的波動(dòng)，由此進(jìn)一步加快收斂速度；

24、3.?可選地，若存在寬度超出標(biāo)準(zhǔn)單元尺寸的晶體管，則將其寬度進(jìn)行折疊以適配標(biāo)準(zhǔn)單元的尺寸，如此，可以減小標(biāo)準(zhǔn)單元的面積浪費(fèi)。

技術(shù)特征：

1.一種標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其特征在于，在步驟s4中，先執(zhí)行數(shù)輪試探性的模擬退火算法，以布局分?jǐn)?shù)最高的布局作為初始解再繼續(xù)執(zhí)行模擬退火算法直至結(jié)束。

3.如權(quán)利要求2所述的標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其特征在于，先執(zhí)行5輪試探性的模擬退火算法。

4.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其特征在于，在步驟s4中，執(zhí)行模擬退火算法的過程包括：

5.如權(quán)利要求4所述的標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其特征在于，所述擾動(dòng)包括對(duì)晶體管進(jìn)行180°旋轉(zhuǎn)、晶體管位置交換、晶體管位置移動(dòng)。

6.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其特征在于，若存在寬度超出標(biāo)準(zhǔn)單元尺寸的晶體管，則將其寬度進(jìn)行折疊以適配標(biāo)準(zhǔn)單元的尺寸。

7.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其特征在于，步驟s5包括：以序列中晶體管的排布作為晶體管的布局，得到晶體管的布局信息，將晶體管的布局信息、晶體管連接信息以及網(wǎng)表節(jié)點(diǎn)連接信息以json格式寫入文件中，得到版圖布局的json格式文件。

8.如權(quán)利要求1所述的標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法，其特征在于，所述布局指標(biāo)包括面積、線長(zhǎng)、引腳可訪問性、布局對(duì)稱性、版圖規(guī)則性、程序運(yùn)行時(shí)間。

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于版圖設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其公開了一種標(biāo)準(zhǔn)單元中晶體管的自動(dòng)布局方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，方法包括：獲取晶體管信息；將共柵極的NMOS和PMOS配對(duì)，若存在剩余未配對(duì)的晶體管，則設(shè)置虛擬晶體管與之配對(duì)，分別將NMOS和PMOS置于不同的序列，隨機(jī)初始化序列但保證配對(duì)的晶體管在序列中的位置始終對(duì)齊；執(zhí)行爬山算法，得到序列的自適應(yīng)初始布局，并計(jì)算序列的自適應(yīng)初始溫度T=2*S÷U，式中，S為每次爬山所得的分?jǐn)?shù)變化量的累積，U為爬山次數(shù)，布局分?jǐn)?shù)為晶體管布局指標(biāo)的加權(quán)求和；執(zhí)行模擬退火算法，得到序列的最終布局。以上方法通過進(jìn)行晶體管配對(duì)以及對(duì)尋優(yōu)算法進(jìn)行改進(jìn)，可以提高布局成功率、保證布局效果并縮減算法收斂時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速布局。

技術(shù)研發(fā)人員：王興晟,吳展鵬,王曉帆,繆向水
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24