Grundriss (Mikroelektronik) - Floorplan (microelectronics)
In der elektronischen Entwurfsautomatisierung ist ein Grundriss einer integrierten Schaltung eine schematische Darstellung der vorläufigen Platzierung ihrer Hauptfunktionsblöcke.
In modernen elektronischen Entwurfsprozessen werden Grundrisse während der Entwurfsphase der Grundrissplanung erstellt , einer frühen Phase des hierarchischen Ansatzes für den Entwurf integrierter Schaltkreise .
Abhängig von der verwendeten Entwurfsmethode kann die tatsächliche Definition eines Grundrisses abweichen.
Bodenplanung
Bei der Bodenplanung werden einige der geometrischen Einschränkungen in einem Entwurf berücksichtigt. Beispiele hierfür sind:
- Bondpads für Off-Chip-Verbindungen (häufig unter Verwendung von Drahtbonden ) befinden sich normalerweise am Umfang des Chips.
- Leitungstreiber müssen häufig so nahe wie möglich an den Bondpads platziert werden.
- Die Chipfläche erhält daher in einigen Fällen eine Mindestfläche, um in die erforderliche Anzahl von Pads zu passen.
- Bereiche werden gruppiert, um Datenpfade zu begrenzen, die daher häufig definierte Strukturen wie Cache- RAM , Multiplikator , Barrel Shifter , Zeilentreiber und arithmetische Logikeinheit aufweisen ;
- gekaufte Blöcke für geistiges Eigentum ( IP-Blöcke ), wie z. B. ein Prozessorkern , werden in vordefinierten Bereichsblöcken geliefert.
- Einige IP-Blöcke unterliegen gesetzlichen Einschränkungen, z. B. das Nicht-Weiterleiten von Signalen direkt über dem Block.
Mathematische Modelle und Optimierungsprobleme
In einigen Ansätzen kann der Grundriss eine Aufteilung des gesamten Chipbereichs in achsenausgerichtete Rechtecke sein, die von IC-Blöcken belegt werden sollen. Diese Partition unterliegt verschiedenen Einschränkungen und Anforderungen der Optimierung: Blockfläche, Seitenverhältnisse , geschätztes Gesamtmaß an Verbindungen usw.
Das Finden guter Grundrisse war ein Forschungsgebiet in der kombinatorischen Optimierung . Die meisten Probleme im Zusammenhang mit der Suche nach optimalen Grundrissen sind NP-hart , dh sie erfordern enorme Rechenressourcen. Daher besteht der häufigste Ansatz darin, verschiedene Optimierungsheuristiken zu verwenden, um gute Lösungen zu finden.
Ein anderer Ansatz besteht darin, die Entwurfsmethodik auf bestimmte Klassen von Grundrissen zu beschränken, z. B. aufschneidbare Grundrisse.
Schneidbare Grundrisse
Ein aufschneidbarer Grundriss ist ein Grundriss, der wie nachstehend beschrieben rekursiv definiert werden kann.
- Ein Grundriss, der aus einem einzelnen rechteckigen Block besteht, kann in Scheiben geschnitten werden.
- Wenn ein Block aus einem schneidbaren Grundriss durch eine vertikale oder horizontale Linie in zwei Teile geschnitten ("geschnitten") wird, ist der resultierende Grundriss schneidbar.
Schneidbare Grundrisse wurden aus einer Reihe von Gründen in einer Reihe früherer elektronischer Konstruktionsautomatisierungswerkzeuge verwendet . Schneidbare Grundrisse können zweckmäßigerweise durch binäre Bäume (genauer gesagt k- d-Bäume ) dargestellt werden, die der Reihenfolge des Schneidens entsprechen. Noch wichtiger ist, dass eine Reihe von NP-harten Problemen mit Grundrissen polynomielle Zeitalgorithmen aufweisen, wenn sie auf schneidbare Grundrisse beschränkt sind.