基于交錯型引腳結(jié)構(gòu)的等長差分對逃逸布線方法
【專利摘要】基于交錯型引腳結(jié)構(gòu)的等長差分對逃逸布線方法屬于印刷電路板自動布線【技術(shù)領域】，其特征在于，首先，查找每對差分對的最小代價中間點，并用等長且最短的導線通過中間點去連接一對差分對的兩個引腳，其次，基于布線網(wǎng)絡整數(shù)線性規(guī)劃的方法在網(wǎng)絡流圖上找到從每對差分對的最小代價中間點到外框的路徑，以解決印刷電路板布線時的逃逸布線的設計問題，本發(fā)明可以在布線階段來優(yōu)化通信性能。
【專利說明】基于交錯型引腳結(jié)構(gòu)的等長差分對逃逸布線方法
【技術(shù)領域】
[0001]基于交錯型引腳結(jié)構(gòu)的等長差分對逃逸布線方法屬于集成電路計算機輔助設計領域，尤其涉及印刷電路板自動布線領域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的高速發(fā)展，人們對電子設備的要求也在不斷提高；可攜式設備越來越受到青睞。在這種便攜的趨勢下，各大廠商們都盼望推出體積小的各種電子設備，而要設計出體積小的電子設備，這就直接要求和使得印刷電路板的精度越來越高，面積越來越小。
[0003]—方面，針對印刷電路板主板的引腳結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的引腳排列都是網(wǎng)格型的(如圖1(a))。然而引腳之間的距離卻有最小的距離限制，這就使得網(wǎng)格型結(jié)構(gòu)無法滿足日益縮小的尺寸需求。為了得到更高精度和面積更小的印刷電路板，一種新型的引腳結(jié)構(gòu)——交錯型的引腳結(jié)構(gòu)也就誕生了(如圖1(b))。研究發(fā)現(xiàn)，這種新型結(jié)構(gòu)，可以比傳統(tǒng)的網(wǎng)格型引腳結(jié)構(gòu)得到更高的引腳密度，在相同引腳數(shù)目下交錯型的引腳結(jié)構(gòu)的面積比傳統(tǒng)的網(wǎng)格型引腳結(jié)構(gòu)更小。另一方面，隨著芯片的集成度不斷增加，印刷電路板的布線規(guī)模亦不斷增大，以致人工的印刷電路板布線已經(jīng)不能實現(xiàn)，因而需要自動的布線算法。而其中，逃逸布線是印刷電路板布線中的一個關(guān)鍵問題。
[0004]逃逸布線問題，就是要把引腳網(wǎng)格里一些指定的引腳布線連到網(wǎng)格外框。導線到達外框后再與其他器件相連，因此逃逸布線是把器件相連的關(guān)鍵問題。以往的逃逸布線算法主要分為兩種，一種是基于普通信號線的研究，另外一種是針對高速印刷電路板設計的差分對信號的研究。與普通信號線不同，差分對信號面臨著更多的約束:不僅要求兩條信號線相近，而且要求兩條信號線的長度盡可能相同，因此也更加困難。鑒于在密度更高的交錯型引腳結(jié)構(gòu)下高速傳輸信號必然會產(chǎn)生更多更大的干擾，故本發(fā)明基于交錯型引腳結(jié)構(gòu)的等長差分對逃逸布線方法，從而在更高密度、更小面積的情況下得到高抗擾度、有效抑制電磁干擾的逃逸布線結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了基于交錯型引腳結(jié)構(gòu)的等長差分對逃逸布線方法，流程圖如圖2所示，其特征在于，是在計算機中依次按以下幾個步驟實現(xiàn)的:
[0006]步驟(1)，計算機初始化，設定以下變量及參數(shù):
[0007]差分對，是指差分對信號的兩個交錯型引腳，以下簡稱引腳，兩個引腳連接出來的信號線要先匯聚到一起，然后再作為一個整體向引腳陣列的外框傳輸，此外，差分對信號要滿足等長約束，就是從兩個引腳出來的信號線到匯聚點的長度要相同；
[0008]布線網(wǎng)絡單元:呈六邊形結(jié)構(gòu)，由彼此相鄰的節(jié)點相連而成，所有的布線網(wǎng)絡單元組成布線網(wǎng)絡；從每個引腳開始布線，先連接到最近的一個布線節(jié)點，所述布線節(jié)點是指以每三個相鄰的引腳構(gòu)成的三角形的中心點，如圖3(a)所示，再通過布線網(wǎng)絡連接到芯片的邊框，如圖3(b)所示；[0009]弓丨腳六邊形:如圖4所示，由每個引腳周圍最臨近的6個引腳連接組成，大小為1，由所述引腳六邊形單元中心的引腳向外擴展的引腳六邊形形狀相似，大小為I的倍數(shù)；
[0010]最小相鄰或相交引腳六邊形是指由兩個中心引腳向外擴展成的兩個引腳六邊形在發(fā)生重疊或者交叉時變長最小的引腳六邊形，圖6 (a)、圖6 (b)和圖6 (C)顯示了不同類型的最小相交六邊形；
[0011 ] 中間點，是差分對信號匯聚的節(jié)點，中間點的位置將影響等長約束條件以及總線長的大小，因此中間點的選擇至關(guān)重要；一對差分對的最小代價中間點就是它們之間的一個中間點，而這中間點到這差分對的兩引腳的曼哈頓距離是一樣而且是最短的；其中，布線的路徑是由線節(jié)點組成的；
[0012]設:差分對P的兩引腳a和b的坐標分別為)和(xf ,Jf )，則根據(jù)所述兩個引腳a和b的不同位置，分別按以下情況查找:
[0013]若:.Cjf *則最小代價中間點位于引腳a和b中間的引腳c的上下布線節(jié)點，如圖5 (a)所示；
[0014]若:x:=x!，Jf與間的節(jié)點個數(shù)為非4的倍數(shù)，則最小代價中間點位于兩引腳a和b連線中間的兩個布線節(jié)點,如圖5 (b)所示；
[0015]若:Xptt=Xpb，fa與}’!:間的節(jié)點個數(shù)為4的倍數(shù)，則最小代價中間點位于兩引腳a和b中間的引腳c周圍的4個布線節(jié)點,如圖5 (C)所示； [0016]若:χ:Φχξ，.κΧ?最小相交六邊形的最小代價中間點為相交區(qū)域中的布線節(jié)點，如圖6(a)里以綠點表示的布線節(jié)點；
[0017]若:<￥-<，.<?，最小相鄰六邊形相鄰邊完全重合，最小代價中間點為重合邊兩側(cè)的布線節(jié)點，如圖6(b)所示；
[0018]若:X= #χ?，V；Φνζ,最小相鄰六邊形相鄰邊不完全重合，最小代價中間點為重
合部分兩側(cè)的布線節(jié)點加上兩側(cè)都與最小相鄰六邊形相鄰的兩個布線節(jié)點，如圖6(c)所示；
[0019]步驟(2)，找出一對差分對的所有最小代價中間點，從中找出從一個引腳經(jīng)過中間點到另一引腳的所有的最短路徑，定義為引腳間候選路徑；
[0020]步驟(3)，按以下步驟劃分布線區(qū)域:
[0021]步驟(3.1)，針對每個引腳對，劃出引腳對的布線區(qū)域，該布線區(qū)域是指以此引腳對為對角線的四邊形區(qū)域；
[0022]步驟(3.2)，根據(jù)每個引腳對的布線區(qū)域的交疊情況，將引腳對劃分為不同的組，方式如下:
[0023]步驟(3.2.1)，對于布線區(qū)域重疊或相交的兩個引腳對，劃分為同一組，對于與其他引腳對的布線區(qū)域無相交的引腳對，獨自作為一個組，劃分的組稱之為引腳對組；
[0024]步驟(3.2.2)，如果某一引腳對組中差分對的個數(shù)大于用戶定義的數(shù)量Nmax，則把這組分割成更小的組，方式如下:
[0025]對于每對引腳對組G里的差分對ρ，如果P至少有一條引腳間候選路徑?jīng)]有與其他布線范圍相交，就把P和其相應的引腳到引腳路徑從G中移除，并將P中的所有引腳間候選路徑中與其他布線范圍存在相交的候選路徑刪除，將修改后的P單獨組成一組，并重復這一過程直至差分對數(shù)量少于Nmax或者再也沒有差分對從G中移除；
[0026]步驟(4)，按以下步驟確定每個差分對最終選擇的中間點以及通過中間點的最短路徑:
[0027]步驟(4.1)，設定Gk為一個差分信號組，含有Cik條差分信號，對于每一條差分信號i，有nki條引腳間候選路徑；
[0028]對任何一條差分信號i，分配有且僅有一條引腳間路徑，表示為:
[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種基于交錯型引腳結(jié)構(gòu)的等長差分對逃逸布線方法，其特征在于，是在計算機中依次按以下幾個步驟實現(xiàn)的: 步驟(1)，計算機初始化，設定以下變量及參數(shù): 差分對，是指差分對信號的兩個交錯型引腳，以下簡稱引腳，兩個引腳連接出來的信號線要先匯聚到一起，然后再作為一個整體向引腳陣列的外框傳輸，此外，差分對信號要滿足等長約束，就是從兩個引腳出來的信號線到匯聚點的長度要相同； 布線網(wǎng)絡單元:呈六邊形結(jié)構(gòu)，由彼此相鄰的節(jié)點相連而成，所有的布線網(wǎng)絡單元組成布線網(wǎng)絡；從每個引腳開始布線，先連接到最近的一個布線節(jié)點，所述布線節(jié)點是指以每三個相鄰的引腳構(gòu)成的三角形的中心點，再通過布線網(wǎng)絡連接到芯片的邊框； 引腳六邊形:由每個引腳周圍最臨近的6個引腳連接組成，大小為1，由所述引腳六邊形單元中心的引腳向外擴展的引腳六邊形形狀相似，大小為I的倍數(shù)； 最小相鄰或相交引腳六邊形是指由兩個中心引腳向外擴展成的兩個引腳六邊形在發(fā)生重疊或者交叉時變長最小的引腳六邊形； 中間點，是差分對信號匯聚的節(jié)點，中間點的位置將影響等長約束條件以及總線長的大小，因此中間點的選擇至關(guān)重要；一對差分對的最小代價中間點就是它們之間的一個中間點，而這中間點到這差分對的兩引腳的曼哈頓距離是一樣而且是最短的；其中，布線的路徑是由線節(jié)點組成的； 設:差分對P的兩引腳a和b的坐標分別為(xPa,)和(Xph，Vl),則根據(jù)所述兩個引腳a和b的不同位置，分別按以下情況查找: 若:=#，則最小代價中間點位于引腳a和b中間的引腳c的上下布線節(jié)點； 若K yl與間的節(jié)點個數(shù)為非4的倍數(shù)，則最小代價中間點位于兩引腳a和b連線中間的兩個布線節(jié)點； 若:<=λ?，與y:間的節(jié)點個數(shù)為4的倍數(shù)，則最小代價中間點位于兩引腳a和b中間的引腳C周圍的4個布線節(jié)點； 若:ΦΦyl，最小相交τκ邊形的最小代價中間點為相交區(qū)域中的布線節(jié)點； 若:#上if, y[，最小相鄰TK邊形相鄰邊完全重合，最小代價中間點為重合邊兩側(cè)的布線節(jié)點； 若:X:Φ ，ypg Φyf，最小相鄰六邊形相鄰邊不完全重合,最小代價中間點為重合部分兩側(cè)的布線節(jié)點加上兩側(cè)都與最小相鄰六邊形相鄰的兩個布線節(jié)點； 步驟(2)，找出一對差分對的所有最小代價中間點，從中找出從一個引腳經(jīng)過中間點到另一引腳的所有的最短路徑，定義為引腳間候選路徑； 步驟(3)，按以下步驟劃分布線區(qū)域: 步驟(3.1)，針對每個引腳對，劃出引腳對的布線區(qū)域，該布線區(qū)域是指以此引腳對為對角線的四邊形區(qū)域； 步驟(3.2)，根據(jù)每個引腳對的布線區(qū)域的交疊情況，將引腳對劃分為不同的組，方式如下:步驟(3.2.1)，對于布線區(qū)域重疊或相交的兩個引腳對，劃分為同一組，對于與其他引腳對的布線區(qū)域無相交的引腳對，獨自作為一個組，劃分的組稱之為引腳對組； 步驟(3.2.2)，如果某一引腳對組中差分對的個數(shù)大于用戶定義的數(shù)量Nmax，則把這組分割成更小的組，方式如下: 對于每對引腳對組G里的差分對p，如果P至少有一條引腳間候選路徑?jīng)]有與其他布線范圍相交，就把P和其相應的引腳到引腳路徑從G中移除，并將P中的所有引腳間候選路徑中與其他布線范圍存 在相交的候選路徑刪除，將修改后的P單獨組成一組，并重復這一過程直至差分對數(shù)量少于Nmax或者再也沒有差分對從G中移除； 步驟(4)，按以下步驟確定每個差分對最終選擇的中間點以及通過中間點的最短路徑: 步驟(4.1 )，設定Gk為一個差分信號組，含有a k條差分信號，對于每一條差分信號i，有nki條引腳間候選路徑； 對任何一條差分信號i，分配有且僅有一條引腳間路徑，表示為:
【文檔編號】G06F17/50GK103902772SQ201410123077
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】董社勤, 王華溪, 王侃 申請人:清華大學