一种基于同步并发分级聚类的时钟树综合方案
CSTR:
作者:
作者单位:

(南京邮电大学,南京 210023)

作者简介:

陈阳(2000.),男(汉族),四川成都人,硕士研究生,从事集成电路工程研究工作。张树钢(2001.),男(汉族),山东滨州人,硕士研究生,从事集成电路工程研究工作。俞泽文(2001.),男(汉族),浙江舟山人,硕士研究生,从事集成电路工程研究工作。肖建(1976.),男(汉族),江苏常州人,教授,硕士生导师,从事集成电路系统工程技术研究工作。通信作者。

通讯作者:

中图分类号:

TN431. 2

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(U22B2024,62371256,U23B2042)


A Clock-Tree Synthesis Scheme Based on Synchronous Concurrent Hierarchical Clustering
Author:
Affiliation:

(Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210023,P. R. China)

Fund Project:

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    摘要:

    随着超大规模集成电路(Very Large Scale Integration Circuit,VLSI)制造工艺的快速发展以及其对应集成度的不断提高,数字集成电路的设计迎来了许多挑战。时钟树综合是数字后端设计的重要部分,现有的时钟树综合算法开始面临迭代效率变低和收敛速度变慢的问题。因此,提出了一种同步并发时钟树分级聚类算法(Synchronous Clock-tree Hierarchical Partitioning and Clustering, SC-HPC)。从系统优化的角度出发,SC-HPC将原始的寄存器聚类过程转化为粗聚类和细聚类两步。粗聚类将布局完成的寄存器分为 N大簇群,进一步把 N个簇的细化任务分配给用户可调度的线程中进行加速处理。细聚类是根据缓冲器最大扇出的规则进行更加细致地划分寄存器。实验结果表明,相较于现有方法,SC-HPC算法降低了缓冲器数量(30%以上)和程序运行时长(20%以上)。

    Abstract:

    Digital integrated circuit design faces several challenges due to the rapid development of VLSI manufacturing and increasing integration density. Clock-tree synthesis,a key part of digital back-end design,faces the issues of reduced iterative efficiency and slower convergence. In this study,we proposed the synchronous clock-tree hierarchical partitioning and clustering(SC-HPC)algorithm to overcome these challenges. The SC-HPC algorithm divides the original register clustering process into two steps:coarse clustering and fine clustering. The coarse clustering phase partitions physically placed the registers into N macro-clusters,with subsequent refinement tasks for these clusters being allocated to a user-configurable thread pool for parallel processing acceleration. Fine clustering further partitions the registers based on the buffer maximum fan-out rule. The experimental results indicate that the SC-HPC algorithm reduces the number of buffers by over 30% and runtime by over 20% when compared with the existing methods.

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  • 收稿日期:2024-12-25
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  • 在线发布日期: 2026-01-27
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