KR100211021B1 - 리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 병렬 처리 방법 - Google Patents

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야]

반도체 설계에 있어서 리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 병렬 처리 방법.

[발명이 해결하려고 하는 기술적 과제]

병렬 처리로 특성 절점을 빠른 시간에 구할 수 있게 하여 리버(river) 배선에 필요한 최소의 채널폭을 빠른 시간에 구할 수 있도록 하는 병렬 처리 방법을 제공하고자 함.

[발명의 해결방법의 요지]

입력 네트들을 분리하여 독립적으로 병렬 처리할 수 있는 블럭들로 분리한 다음에 블럭의 종류를 판단하는 제1단계; 수직 블럭에 속한 네트에 대하여 두 단자간의 대응 수평 좌표를 연결하는 제2단계; 오른쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점과 왼쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 병렬 처리로 구하는 제3단계; 및 네트들의 특성 절점에 따라 최소 채널폭을 구하는 제4단계를 포함한다.

[발명의 중요한 용도]

반도체 설계 분야의 리버 배선 설계에 이용됨.

Description

리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 병렬 처리 방법

본 발명은 리버(river) 배선에 필요한 최소의 채널폭을 구하기 위한 병렬 처리 방법에 관한 것이다.

대규모 집적회로(VLSI)의 전체 설계 공정중 배선단계에 적용되는 최종 레이아웃(layout)이 평면에 교차됨이 없도록 하는 리버(river) 배선 문제는 두 직사각형의 평행 경계면에 정렬된 두 단자의 집합 {b ₁,b ₂, ....,b _n }과 {t ₁,t ₂, ....,t _n }이 각각 주어졌을 때, 두 경계면 사이의 채널을 가로질러b ₁와t ₁ (1≤i≤n)를 연결하는 것이다. 여기서, 두 경계면 사이의 수직거리가 채널의 폭이 된다.

종래에는 리버(river) 배선에 필요한 최소의 채널폭을 구하기 위해 직렬로 처리하는 방법을 사용하였다. 따라서, 그 처리시간이 느리기 때문에 리버 배선에 필요한 최소의 채널폭을 구하는데 많은 시간이 걸리는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 입력 네트들을 왼쪽, 오른쪽, 및 수직 네트로 분리하고, 다시 분리된 네트들을 독립적으로 병렬 처리할 수 있는 블럭들로 분리한 후에 오른쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점과 왼쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 독립적으로 병렬로 구함으로써, 특성 절점을 빠른 시간에 구할 수 있게 하여 리버(river) 배선에 필요한 최소의 채널폭을 빠른 시간에 구할 수 있도록 하는 병렬 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 본 발명이 적용되는 하드웨어 시스템의 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 연결의 일예시도.

제3도는 본 발명에 따른 리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 병렬 처리 방법에 대한 처리 흐름도.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 병렬 처리 방법에 있어서, 입력 네트들을 왼쪽, 오른쪽, 및 수직 네트로 분리한 후에 분리된 네트들을 독립적으로 병렬 처리할 수 있는 블럭들로 분리한 다음에 블럭의 종류를 판단하는 제1단계; 상기 제1단계의 판단결과, 수직 블럭이면 수직블럭에 속한 네트에 대하여 두 단자간의 대응 수평 좌표를 연결하는 제2단계; 상기 제1단계의 판단 결과, 오른쪽 블럭이면 오른쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을, 왼쪽 블럭이면 왼쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 병렬 처리로 구하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 구하여진 네트들의 특성 절점에 따라 최소 채널폭을 구하는 제4단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 하드웨어 시스템의 구성도로서, 다수개의 프로세서 P_i(1≤i≤p)와 공유 기억 장치, 및 시스템 공통 클럭으로 구성된다. 각 프로세서는 두개 이상의 범용 읽기/쓰기 레지스터(reg)로 구성되며, 여기서 레지스터 1(reg 1)은 누산기이다. 이외에도 각 프로세서는 자신의 프로그램 카운터(PC : Program Counter) 및 자신의 유일한 식별자(identifier)를 관찰하는 읽기전용 레지스터(SIG : Signature Register)를 구비한다.

제2도는 본 발명에 따른 리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 연결의 일예시도로서, 경계면을 포함하는 직사각형내에 주어진 네트의 집합 {N _i =〈b _i ,t _i 〉｜1≤i≤n}에서b _i 와t _i 는 단자의 수평 좌표를 나타내는데 사용되고, 이 직사각형의 세로의 길이 즉 두 경계선 사이의 수직거리가 채널폭이며, 모든 단자들은 구간 [0,O(n)] 사이의 정수 값을 가진다.

제2도에서 오른쪽 블럭을 연결하기 위한 최적의 전략은 네트들을 왼쪽에서 오른쪽으로 연결하는데, 각 네트는 밑바닥 단자로부터 위로, 또 가능한 한 위쪽 행에 가까이 가도록 이동한다. 이때, 네트의 연결은 그것의 절점(bend point)들의 좌표에 의해 명시되어질 수 있다. 즉, 각 네트N _i 는 어떤 k에 대해 2k 개의 절점A _{i 1},A _{i 2}, ... ,A _ik 와B _{i 1},B _{i 2}... ,B _ik 을 가지게 된다.

이때, 전체적인 연결을 결정하는 데는 이러한 모든 절점이 필요한 것은 아니며, 이 절점들중 아래 행에 가장 가까운 절점A _{i 1}과B _{i 1}에 의해 전체의 모든 연결이 유일하게 결정될 수 있음을 알 수 있다. 왜냐하면, 일단 네트N _{i- 1}의 연결과N _i 의A _{i 1}과B _{i 1}을 가지고 있으면N _i 의 다른 절점은 명확하게 결정할 수 있기 때문이다. 즉, 오른쪽 블럭에서 네트N _{i- 1}의 연결과N _i 의A _{i 1}과B _{i 1}을 알고있을 때,N _i 의 다른 나머지 절점은A _ij과B _ij가 네트 N_i의 j번째 절점을 의미하고,A _ij(x)가 절점A _ij의 x좌표값을 의미하고,A _ij(y)가 절점A _ij의 y좌표값을 의미하고, B_ij(x)가 절점 B_ij의 x좌표값을 의미하고, B_ij(y)가 절점 B_ij의 y좌표값을 의미하므로 이에 따라 결정한다.

또한, 왼쪽 블럭을 연결하기 위한 최적의 전략은 네트들을 오른쪽에서 왼쪽으로 연결하는데, 각 네트는 밑바닥 단자로부터 위로, 또 가능한 한 위쪽 행에 가까이 가도록 이동한다. 이때, 네트의 연결은 오른쪽 블럭과 마찬가지로 그것의 절점(bend point)들의 좌표에 의해 명시되어질 수 있다.

즉, 각 네트N _i 는 어떤k에 대해 2k개의 절점A _{i 1}과A _{i 2,... ,} A _ik 와B _{i 1}과B _{i 2,... ,} B _ik 을 가지게 된다. 이때, 전체적인 연결을 결정하는데는 이러한 모든 절점이 필요한 것은 아니며, 이 절점들중 아래 행에 가장 가까운 절점A _{i 1}과B _{i 1}에 의해 전체의 모든 연결이 유일하게 결정될 수 있음을 알 수 있다. 왜냐하면, 일단 네트N _{i +1}의 연결과N _i 의A _{i 1}과B _{i 1}을 가지고 있으면N _i 의 다른 절점은 명확하게 결정할 수 있기 때문이다. 즉, 왼쪽 블럭에서 네트N _{i +1}의 연결과N _i 의A _{i 1}과B _{i 1}을 알고 있을 때,N _i 의 다른 나머지 절점은A _ij,B _ij가 네트 N_i의 j번째 절점을 의미하고,A _ij(x)가 절점A _ij의 x좌표값을 의미하고,A _ij(y)가 절점A _ij의 y좌표값을 의미하고, B_ij(x)가 절점 B_ij의 x좌표값을 의미하고, B_ij(y)가 절점 B_ij의 y좌표값을 의미하므로 이에 따라 결정한다.

이때, 오른족, 왼쪽 블럭에서A _{i 1}과B _{i 1}을 본 발명에서는 네트N _i 의 특성 절점이라 정의한다.

수직 블럭에 속한 네트N _i =〈b _i ,t _i 〉는b _i 와t _i 를 연결하면 되므로, 위에서 언급한 특성 절점이 필요없게 된다.

위에서 살펴본 바와 같이 주어진 모든 네트를 연결하는데 필요한 채널의 폭은 오른쪽, 왼쪽 블럭에 속한 각 네트의 특성 절점들에 의해 결정됨을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 모든 네트의 연결에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위해, 오른쪽, 왼쪽 블럭에 대하여 병렬로 특성 절점을 구한다. 그러면, 이 특성 절점들의 위치를 가르키는 각 좌표들의 y좌표값중 최대의 값이 채널의 최소폭이 된다.

제3도는 본 발명에 따른 리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 병렬 처리 방법에 대한 처리 흐름도이다.

본 발명은 입력 네트들을 왼쪽, 오른쪽, 및 수직네트로 분리하는 과정, 분리된 네트들을 독립적으로 병렬처리할 수 있는 블럭들로 분리하는 과정, 오른쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 구하기 위한 과정, 왼쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 구하는 과정, 구하여진 각 네트들의 특성 절점을 입력으로 하여 최소 채널폭을 구하는 과정으로 이루어진다.

상기와 같은 본 발명의 동작 절차를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 입력 네트들을 왼족, 오른쪽, 및 수직네트로 분리하는 과정(1)에서는 대상이 되는 입력 네트N _i 가b _i 〈t _i 인 성질을 만족하면 이는 오른쪽 네트로,b _i 〉t _i 인 성질을 만족하면 왼쪽 네트로, 그 외는 수직 네트로 구분한다.

분리된 네트들을 독립적으로 병렬처리할 수 있는 블럭들로 분리하는 과정(2)에서는 주어진 모든 네트를 빠른 시간내에 연결하기 위한 방법인 각 네트들의 병렬처리가 가능할 수 있도록 네트 분리 과정(1)의 결과를 입력으로 오른쪽 네트의 집합 {N _i ,N _{i +1}, ... ,N _k }이b _j 〈b _{j +1}≤t _j (i≤j〈k)를 만족하는 최대 집합일 때 이를 오른쪽 블럭으로 분리하여 오른쪽 네트들의 특성 절점을 구하는 과정(3)으로 넘기며, 왼쪽 네트의 집합 {N _i , N _{i +1}, ... ,N _k }이t _j 〈t _{j +1}≤b _j (i≤j〈k)를 만족하는 최대 집합일 때 이를 왼쪽 블럭으로 분리하여 왼쪽 네트들의 특성 절점을 구하는 과정(4)으로 넘기며, 수직 네트의 집합 {N _i ,N _{i +1}, ... ,N _k }이b _j =t _j (i≤j≤k)를 만족하는 최대 집합일 때 이를 수직 블럭으로 분리하는 데, 이 블럭에 속한 네트들은b _j 와t _j 를 연결함으로써 네트의 연결이 완성되므로 특성 절점은 구할 필요가 없게 된다.

오른쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 구하기 위한 과정(3)에서는 블럭 분리 과정(2)의 결과를 입력으로 하여 먼저 각i와k에 대해b' _i =b _i -i, t' _k =t _k -k-1을 계산하며, 이때 단자의 순서는b' ₁≤b' ₂ ≤ ...≤b' _n 이고t' ₁≤t' ₂ ≤ ...≤t' _n 이다. 다음은 각i와k에 대해 구하여진b' _i =b _i -i, t' _k =t _k -k-1의 순서를 병합하며, 이때b' _i =t' _k 인 경우에는 병합된 순서에서b' _i 를t' _k 앞에 놓는다. 다음은 병합된 각b' _i 에 대해, 병합된 순서에서 오른쪽으로 제일 가까운t' _k 를 찾으면 네트N _i 의j'(i)는k가 되며, 네트N _i (1≤i≤n)의 특성 절점의 좌표는A _{i 1}=(b _i ,i-j'+1)이고B _{i 1}=(t _j +i-j',i-j'+1)이 된다.

왜냐하면,j'이t _j +(i-j-1)≥b _i (j≤i)를 만족하는 최소의j이므로(각b' _i 에 대해, 병합된 순서에서 오른쪽으로 제일 가까운t' _k 를 찾으므로), (t _j' -1, 0)에는 단자점이 존재하지 않는다. 그러므로 (t _j' , 1)에 네트N _j' 의 절점이 존재한다. 그리고t _j' 와 네트N _i 의 b _i 사이에는 다음과 같은 두 가지 경우가 있을 수 있는데 먼저b _i 〈t _j' 인 경우,t _j' 와b _i 사이에는 수직 그리드(grid) 선은 존재하지 않고,N _j' 와N _i 사이의 네트의 수, 즉 네트N _i 를 배선하기 위해 필요한 수평 트랙의 수인i-j'개의 수평 트랙만이 존재하게 된다. 두번째로b _i 〉t _j' 인 경우에는t _j' 와b _i 사이에 수직 그리드 선이b _i -t _j' 개 존재하게 된다. 하지만 이것은 앞서 언급한 네트N _i 를 배선하기 위해 필요한 수평 트랙의 수인i-j'보다 작게 된다. 그러므로, 위의 두 가지 경우에 모두 네트N _i 의 특성 절점의 좌표는A _{i 1}=(b _i ,i-j'+1)이고B _{i 1}=(t _j +i-j',i-j'+1)가 된다. 이의 결과를 각 네트들의 특성 절점을 입력으로 하여 채널의 최소폭을 구하는 과정(5)으로 넘긴다.

왼쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 구하는 과정(4)에서는 블럭 분리 과정(2)의 결과를 입력으로 하여 먼저 각i와k에 대해b' _i =b _i +i, t' _k =t _k +k-1을 계산하며, 이때 단자의 순서는b' ₁≤b' ₂ ≤ ...≤b' _n 이고t' ₁≤t' ₂ ≤ ...≤t' _n 이다. 다음은 각i와k에 대해 구하여진b' _i =b _i +i, t' _k =t _k +k-1의 순서를 병합하며, 이때b' _i =t' _k 인 경우에는 병합된 순서에서t' _k 를b' _i 앞에 놓는다. 다음은 병합된 각b' _i 에 대해, 병합된 순서에서 왼쪽으로 제일 가까운t' _k 를 찾으면 네트N _i 의j'(i)는k가 되며, 네트N _i (1≤i≤n)의 특성 절점의 좌표는A _{i 1}=(t _j' -(j'-i),j'-i+1)이고B _{i 1}=(b _i ,j'-i'+1)이 된다.

왜냐하면,j'이t _j +j-i-1≥b _i (j≥i)를 만족하는 최대의j이므로(각b' _i 에 대해 병합된 순서에서 왼쪽으로 제일 가까운t' _k 를 찾으므로), (t _j' +1, 0)에는 단자점이 존재하지 않는다. 그러므로 (t _j' , 1)에 네트N _j' 의 절점이 존재한다. 그리고t _j' 와 네트N _i 의b _i 사이에는 다음과 같은 두 가지 경우가 있다. 먼저,b _i 〈t _j' 인 경우에t _j' 와b _i 사이에는 수직 그리드(grid) 선은 존재하지 않고,N _j' 와N _i 사이의 네트의 수, 즉 네트N _i 를 배선하기 위해 필요한 수평 트랙의 수인j'-i개의 수평 트랙만이 존재하게 된다. 두번째로b _i 〉t _j' 인 경우에는t _j' 와b _i 사이에 수직 그리드 선이b _i -t _j' 개 존재하게 된다. 하지만 이것은 앞서 언급한 네트N _i 를 배선하기 위해 필요한 수평 트랙의 수인j'-i보다 작게 된다. 그러므로, 위의 두 가지 경우 모두 네트N _i 의 특성 절점의 좌표는A _{i 1}=(t _j' -(j'-i), j'-i+1)이고B _{i 1}=(b _i ,j'-i+1)이 된다.

각 네트들의 특성 절점을 입력으로 하여 채널의 최소폭을 구하는 과정(5)에서는 특성 절점을 구하는 과정(3, 4)에서 구해진 각 네트(오른쪽 네트, 왼쪽 네트)의 특성 절점의 y 좌표값중 제일 큰값이 최소 채널폭이 된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은 입력 네트들을 왼쪽, 오른쪽, 및 수직 네트로 분리하고, 다시 분리된 네트들을 독립적으로 병렬처리할 수 있는 블럭들로 분리한 후에 오른쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점과 왼쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 독립적으로 병렬로 구함으로써, 특성 절점을 빠른 시간에 구할 수 있어 리버(river) 배선에서 필요한 최소 채널폭을 빠른 시간에 구할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 리버(river) 배선에 필요한 최소 채널폭을 구하기 위한 병렬 처리 방법에 있어서, 입력 네트들을 왼쪽, 오른쪽, 및 수직 네트로 분리한 후에 분리된 네트들을 독립적으로 병렬 처리할 수 있는 블럭들로 분리한 다음에 블럭의 종류를 판단하는 제1단계; 상기 제1단계의 판단 결과, 수직 블럭이면 수직 블럭에 속한 네트에 대하여 두 단자간의 대응 수평 좌표를 연결하는 제2단계; 상기 제1단계의 판단 결과, 오른쪽 블럭이면 오른쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을, 왼쪽 블럭이면 왼쪽 블럭에 속한 네트들의 특성 절점을 병렬 처리로 구하는 제3단계; 및 상기 제3단계에서 구하여진 네트들의 특성 절점에 따라 최소 채널폭을 구하는 제4단계를 포함하여 이루어진 병렬 처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계는, 입력 네트N _i 가b _i 〈t _i 인 성질을 만족하면 오른쪽 네트로,b _i 〉t _i 인 성질을 만족하면 왼쪽 네트로, 그 외는 수직 네트로 분리하는 단계; 오른쪽 네트의 집합 {N _i ,N _{i +1}, ... ,N _k }이b _j 〈b _{j +1}≤t _j (i≤j〈k)를 만족하는 최대 집합일 때 이를 오른쪽 블럭으로 분리하고, 왼쪽 네트의 집합 {N _i ,N _{i +1}, ... ,N _k }이t _j 〈t _{j +1}≤b _j (i≤j〈k)를 만족하는 최대 집합일 때 이를 왼쪽 블럭으로 분리하며, 수직 네트의 집합 {N _i ,N _{i +1}, ... ,N _k }이b _j =-t _j (i≤j≤k)를 만족하는 최대 집합일 때 이를 수직 블럭으로 분리하는 단계; 및 각 블럭의 종류가 오른쪽 블럭, 왼쪽 블럭, 및 수직 블럭인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 처리 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제3단계의 오른족 블럭의 특성 절점을 구하는 과정은, 각i와k에 대해b' _i =b _i -i, t' _k =t _k -k-1을 계산하는 단계; 각i와k에 대해 구하여진b' _i =b _i -i, t' _k =t _k -k-1의 순서를 병합하며,b' _i =t' _k 인 경우에는 병합된 순서에서b' _i 를t' _k 앞에 놓는 단계; 및 병합된 각b' _i 에 대해 병합된 순서에서 오른쪽으로 제일 가까운t' _k 를 찾아 네트N _i 의j'(i)는k가 되고, 네트N _i (1≤i≤n)의 특성 절점의 좌표는A _{i 1}=(b _i ,i-j'+1)이고B _{i 1}=(t _j +i-j',i-j'+1)이 되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 처리 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3단계의 왼쪽 블럭의 특성 절점을 구하는 과정은, 각i와k에 대해b' _i =b _i +i, t' _k =t _k +k-1을 계산하는 단계; 각i와k에 대해 구하여진b' _i =b _i +i, t' _k =t _k +k-1의 순서를 병합하며,b' _i =t' _k 인 경우에는 병합된 순서에서t' _k 를b' _i 앞에 놓는 단계; 및 병합된 각b' _i 에 대해, 병합된 순서에서 왼쪽으로 제일 가까운t' _k 를 찾으면 네트N _i 의j'(i)는k가 되고, 네트N _i (1≤i≤n)의 특성 절점의 좌표는A _{i 1}=(t _j' -(j'-i),j'-i+1)이고B _{i 1}=(b _i ,j'-i'+1)이 되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 처리 방법.
5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4단계는 오른쪽 네트와 왼쪽 네트의 특성 절점의 y 좌표값중 제일 큰값을 최소 채널폭으로 선택하는 것을 특징으로 하는 병렬 처리 방법.