Ein Verfahren zur simultanen Platzierung und Globalverdrahtung mit integriertem Einfügen von Repeatern

Die Fortschritte der Halbleitertechnologie ermöglichen stetig steigende Transistorzahlen pro Fläche für integrierte Schaltungen. Ihr Entwurf kann nur dann erfolgreich in angemessener Entwicklungszeit durchgeführt werden, wenn auch die rechnergestützten Werkzeuge weiterentwickelt werden. Das Vordringen zu immer kleineren Strukturgrößen hat für den physikalischen Entwurf integrierter digitaler Schaltungen gravierende Konsequenzen. Neue Optimierungsziele gewinnen an Bedeutung und die strikte Aufteilung einzelner Entwurfsschritte muss überwunden werden, da die zu Grunde liegenden Vereinfachungen mit steigender Integrationsdichte ihre Gültigkeit verlieren. Während die Methoden für die Durchführung der Teilschritte beim physikalischen Entwurf weitgehend erforscht sind, ist die Integration dieser Schritte bisher nur wenig fortgeschritten. In dieser Arbeit wird ein neues Verfahren für den physikalischen Entwurf vorgestellt, welches die Schritte Platzierung von Standardzellen, Globalverdrahtung und Einfügen von Repeatern integriert ausführt. Dazu wird ein neuartiges Globalverdrahtungsmodell entwickelt, welches Verdrahtungskanäle vorgibt und Netztopologien repräsentiert. Das Globalverdrahtungsmodell wird in einem iterativen Verfahren an die aktuelle Platzierung angepasst und Verdrahtungsüberlappungen werden durch ein kräftebasiertes Prinzip reduziert. Das Verfahren beinhaltet eine Timing-Analyse, deren Ergebnisse die Platzierung beeinflussen. Anhand der Timing-Eigenschaften und des verfügbaren Globalverdrahtungsmodells werden simultan zur Platzierung und Globalverdrahtung Repeaterstufen eingefügt. Zur Realisierung des integrierten Vorgehens wird ein kräftebasiertes Platzierungsverfahren erweitert. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Verfahren wurde in einem prototypischen Software-Werkzeug umgesetzt. Seine Eigenschaften werden an verschiedenen Benchmarkschaltungen untersucht. Insbesondere beim Einfügen von Repeatern zeigen sich dabei deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Ansätzen.