CN103186690A

CN103186690A - 一种集成电路版图验证中短路路径的识别方法

Info

Publication number: CN103186690A
Application number: CN2011104613063A
Authority: CN
Inventors: 王志明; 王国庆; 丁丰庆; 毛凌颖
Original assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Current assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-07-03

Abstract

本发明是一种使用于集成电路版图验证中短路路径的识别方法，所属的技术领域是集成电路计算机辅助设计领域，尤其是涉及集成电路版图的设计规则检查(DRC)和版图与原理图的一致性检查(LVS)领域。本发明的目的在于：提出了一种快速查找版图数据库中短路路径的方法。通过抽象表示，将查找版图数据库中的短路路径问题转化为无向图中指定顶点之间的最短路径的问题，根据无向图的连通特性，将解空间划分为多个相互独立子空间，从而降低问题求解的算法复杂度；同时，本方法根据集成电路设计中数据量大、连接关系复杂的特点，采用了多点出发的广度优先最短路径搜索算法，相对与普通搜索算法，所需的存储空间更小，运行效率更高。

Description

一种集成电路版图验证中短路路径的识别方法

技术领域

本发明是一种使用于集成电路版图验证中短路路径的识别方法，所属的技术领域是集成电路计算机辅助设计领域，尤其是涉及集成电路版图的设计规则检查(DRC)和版图与原理图的一致性检查(LVS)领域。

背景技术

随着集成电路的器件特征尺寸不断缩小、集成度不断提高、结构和工艺日益复杂，版图数据库的规模也不断增加，目前常见的GDSII格式的版图数据库大小为GB量级，有些大型设计甚至达到TB量级。随着芯片规模的扩大，在集成电路设计的各个阶段所需验证的设计规则也在不断增多。其中集成电路版图的设计规则检查(DRC)以及集成电路版图与原理图的一致性检查(LVS)变得越来越重要，它们对于消除错误、降低设计成本和减少设计失败的风险具有重要作用。在超大规模集成电路设计中，版图规模急剧膨胀，验证的效率已经成为集成电路设计的瓶颈之一，如何在有效时间内完成设计方案的验证工作成为各大EDA厂商急需解决的问题。

如果版图数据库中某一电位被标识了多个不同标签，从某一标签出发通过相互连接的图形可以到达另一标签，则认为这两个标签间存在短路路径。进入深亚微米时代，随着设计规模的增大，版图数据规模急速膨胀，必然带来同一电位的图形个数越来越多，连接关系越来越复杂，并且短路问题不仅仅局限在单个单元内，而是需要跨层次考虑，短路路径的查找难度比以往更大，并且所花费的时间也成倍增长。本方法基于划分子图和多点出发的广度优先最短路径搜索算法，提出了一种快速查找版图数据库中短路路径的方法。

发明内容

本发明的目的在于：通过无向图抽象表示同一电位的图形间连接关系，提出了一种快速查找版图数据库中短路路径的方法。图中顶点对应一个版图中图形，图中的每一条边对应版图中两个图形之间的连接关系，图形之间的连接没有方向性，所以采用无向图表示这种关系；从而将查找版图数据库中的短路路径问题转化为无向图中搜索指定顶点之间的最短路径的问题。根据无向图的特性，可以确定同一条最短路径不可能跨越不同的连通子图，搜索最短路径的解空间可以划分为多个相互独立子空间，子空间即为无向图的各个最大连通子图，从而降低搜索最短路径的算法复杂度；同时，对于那些不可能存在短路路径的子图，算法中无需保存其中的图形信息以及对应的连接关系，这样还可以减小存储空间。本方法中采用的多点出发，是根据集成电路设计中数据量大、连接关系复杂的特点，从各个目标点同时按照广度优先的顺序搜索最短路径，有效的避免了普通单点出发的广度优先搜索算法随着搜索深度增加，需要保存的源顶点数量急速膨胀的问题，算法所需存储空间更小，执行效率也得到有效提高。

本发明主要的技术方案包含为以下两个方面：

第一.基于无向图的版图图形连接关系表示。

第二.基于连通子图的解空间划分

第三.多点出发的广度优先最短路径搜索算法。

附图说明

图1同一电位图形连接关系示意图；

图2表示图形连接关系的无向图；

具体实施方式

步骤(1)初始化，读入图形间连接关系，构建无向图；如图1所示，依次读入版图中的图形连接关系，构造出如图2所示的无向图。对于无向图的存储可以依照其稀疏程度选用邻接矩阵或邻接表。

步骤(2)将各个标签所在的图形对应的顶点标识为目标点；如图2所示，被标识为A、B、C的顶点。

步骤(3)分解无向图为多个连通关系独立的子图；本方法中采用基于等价类合并的子图划分算法，依次做如下步骤：

a)遍历无向图，对每一个顶点从小到大依次编号

b)将图中的每一条边所连接的两个顶点置为等价关系

c)进行等价类合并，标记出每一个顶点所连接的最小顶点编号，最小顶点编号相同的顶点属于同一子图

d)再次遍历无向图，依照最小顶点编号的不同将图划分为多个连通关系独立的子图

步骤(4)依次判断各个子图，如果子图中只包含不超过一个目标点，则不可能存在短路路径，标识为无关子图，可以直接丢弃，否则存在短路路径，保存其相关数据，为下一步搜索目标点间的最短路径做准备；如图2的示例中，被标识为C的顶点所在的子图只有一个目标点，可以断定不存在短路路径，删除该子图相关的图形及连接关系的数据，同时将C从目标点集合中移除。被标识为A、B的顶点位于同一子图，则该子图存在短路路径，需要进一步处理。

步骤(5)从子图中的多个目标点出发，采用广度优先搜索算法查找目标点间的最短路径，直至所有目标点均被覆盖；为了记录图中的最短路径，需要增加记录每一个顶点与其连通的目标点，同时，为了可以回溯得到最短路径所通过的所有顶点，每个顶点还需要记录其父节点信息；在如何存储需要访问的源顶点，本方法采用建立一个先进先出的队列，这样能够有效的保证广度优先的搜索。为了方便描述图2的示例，对图中的五个顶点从左到右、从上到下依次编号为1-5，结合示例算法主要包括以下几步：

a)初始化顶点的父节点信息，目标点的父节点为其自身，其它顶点没有初始的父节点；示例中顶点1、顶点5的父节点为顶点自身，其它顶点的父节点为无效值，即不存在父节点。

b)初始化源顶点队列，将目标点依次加入源顶点队列作为搜索的初始点，并将其自身标记为其连通的目标点；示例中顶点1、顶点5加入队列，并标识与其连通的目标点为顶点本身。

c)取出源顶点队列的队首元素作为源顶点，依次判断图中通过边与源顶点连接的顶点，若顶点不存在父节点，则标识该顶点的父节点为源顶点，标识与其连通的目标点与源顶点的目标点相同，并将其加入源顶点队列；若顶点存在父节点且与其连通的目标点与源顶点连通的目标点相同，则说明该顶点已经被访问过，不需要再对其做处理；若顶点存在父节点但其连通的目标点与源顶点连通的目标点不同，则找到一条不同目标点的最短路径，从该顶点和源顶点依照其父节点回溯，直至两个目标点，并将两个目标点从目标点的集合中移除，如果集合为空，则标识所有的目标点已经被覆盖，则算法执行完成，跳到下一步，否则继续执行c)。示例中首先从源顶点队列中取出队首元素顶点1作为源顶点，其连接的顶点有顶点2、顶点3，它们都不存在父节点，则把其父节点标识为顶点1，连通的目标点也为顶点1，并将它们加入源顶点队列；目标点队列不空，继续从队列中取出队首元素顶点5作为源顶点，与其连接的顶点有顶点2、顶点4，访问顶点2时，发现其存在父节点但其连通的目标点与源顶点5连通的目标点不同，表示已经找到了一条短路路径；回溯获得短路路径，从源顶点5出发，其父节点是顶点自身不用再回溯，顶点2的父节点是顶点1，顶点1的父节点是顶点自身，所以找到的最短路径所通过的顶点依次为顶点5→顶点2→顶点1，顶点5、顶点1为两个目标点，将其从目标点集合中移除，判读目标点集合为空，搜索结束。

步骤(6)将路径上的图形依次输出；判读是否存在未处理的子图，存在则继续步骤(5)，否则算法结束。

Claims

1.集成电路版图验证中短路路径的识别方法，其特征在于，包括以下几个步骤：①用无向图抽象表示版图数据库中的图形连接关系；②基于连通子图的解空间划分；③多点出发的广度优先最短路径搜索算法。

2.根据权利要求1所述的方法，其中采用的子图划分方法能够有效的缩小问题的解空间，采用的图划分算法也有别于传统方法，将等价类合并与图划分相结合，避免了对图中数据的多次访问，算法简单高效。

3.根据权利要求1所述的方法，其中多点出发的广度优先最短路径搜索算法是根据集成电路设计中数据量大、连接关系复杂的特点选取的。这种方法解决了普通单点出发的广度优先搜索算法随着搜索深度增加，需要保存的源顶点数量急速膨胀的问题。