專(zhuān)利名稱：時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群方法以及時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群方法以及時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著超大規(guī)模集成電路集成度的增大和工作頻率的提高，芯片單位面積的功耗呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。對(duì)于用電池供電的便攜式設(shè)備來(lái)說(shuō)，功耗直接與待機(jī)時(shí)間和電池壽命掛鉤。而待機(jī)時(shí)間和電池壽命的長(zhǎng)短對(duì)于便攜式設(shè)備來(lái)說(shuō)是最重要的，直接影響到產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位。對(duì)于高可靠性設(shè)備，功耗過(guò)大導(dǎo)致芯片溫度急劇升高，進(jìn)而影響器件和連線的電學(xué)性能，甚至造成電路失效。因此，低功耗已經(jīng)成為集成電路設(shè)計(jì)的主要優(yōu)化目標(biāo)之一。時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)由于其時(shí)鐘頻率高，驅(qū)動(dòng)的負(fù)載電容大等特點(diǎn)，在總功耗中占據(jù)較大的比重。因此，時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)除了考慮線長(zhǎng)、時(shí)延、偏差等傳統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)之外，更應(yīng)該重視功耗，只有解決好時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的功耗才能有效降低整個(gè)電路的總功耗。在目前傳統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)流程中，主要是通過(guò)在時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造階段減小時(shí)鐘線長(zhǎng)，門(mén)控時(shí)鐘，雙供電壓等技術(shù)來(lái)降低時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的功耗。傳統(tǒng)的時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)綜合方法普遍采用二叉樹(shù)結(jié)構(gòu)。為了滿足系統(tǒng)要求的時(shí)鐘偏差要求，在時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的附近經(jīng)常需要插入大量的緩沖器去調(diào)節(jié)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的時(shí)延，如圖2所示，其是

圖1所示樣例在傳統(tǒng)時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)綜合流程下的時(shí)鐘樹(shù)構(gòu)造結(jié)果示意圖。對(duì)于時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換速率而言，很大一部分緩沖器是不需要的，因而造成了功耗的浪費(fèi)。時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群方法是為了降低時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的功耗而提出的一種對(duì)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的預(yù)處理方法。因此，亟需一種方案來(lái)解決上述問(wèn)題，以減少功耗的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是需要提供一種能夠降低時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)功耗的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群方法，包括:確定步驟，確定版圖中的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)；劃分步驟，將所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)劃分為K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇，作為初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群，其中，K為大于等于I的整數(shù)；結(jié)群步驟，對(duì)所述初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群。在一個(gè)實(shí)施例中，在所述劃分步驟中，進(jìn)一步包括，基于所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)構(gòu)造完全帶權(quán)無(wú)向圖，其中，該圖的頂點(diǎn)集由所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，該圖的邊集由所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)兩兩連接構(gòu)成，各個(gè)邊的權(quán)值為相互連接的兩個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)之間的曼哈頓距離；生成所述完全帶權(quán)無(wú)向圖的最小生成樹(shù)；在所述最小生成樹(shù)中，將權(quán)值大于設(shè)定值的邊刪除以形成帶權(quán)無(wú)向圖；將所述帶權(quán)無(wú)向圖劃分成K個(gè)無(wú)向子圖以構(gòu)成所述K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇，將所述K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇作為初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群。在一個(gè)實(shí)施例中，利用Kruskal算法生成所述完全帶權(quán)無(wú)向圖的最小生成樹(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，利用深度優(yōu)先搜索算法將所述帶權(quán)無(wú)向圖劃分成K個(gè)無(wú)向子圖。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)以下表達(dá)式來(lái)計(jì)算所述設(shè)定值EL，
權(quán)利要求
1.一種時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群方法，包括: 確定步驟，確定版圖中的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)； 劃分步驟，將所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)劃分為K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇，作為初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群，其中，K為大于等于I的整數(shù)； 結(jié)群步驟，對(duì)所述初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述劃分步驟中，進(jìn)一步包括， 基于所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)構(gòu)造完全帶權(quán)無(wú)向圖，其中，該圖的頂點(diǎn)集由所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，該圖的邊集由所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)兩兩連接構(gòu)成，各個(gè)邊的權(quán)值為相互連接的兩個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)之間的曼哈頓距離； 生成所述完全帶權(quán)無(wú)向圖的最小生成樹(shù)； 在所述最小生成樹(shù)中，將權(quán)值大于設(shè)定值的邊刪除以形成帶權(quán)無(wú)向圖； 將所述帶權(quán)無(wú)向圖劃分成K個(gè)無(wú)向子圖以構(gòu)成所述K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇，將所述K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇作為初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 利用Kruskal算法生成所述完全帶權(quán)無(wú)向圖的最小生成樹(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 利用深度優(yōu)先搜索算法將所述帶權(quán)無(wú)向圖劃分成K個(gè)無(wú)向子圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，通過(guò)以下表達(dá)式來(lái)計(jì)算所述設(shè)定值EL，
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述結(jié)群步驟中，進(jìn)一步包括， 步驟31，計(jì)算所述初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群中的每個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的幾何中心，得到K個(gè)聚類(lèi)中心； 步驟32，計(jì)算所述初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群中所有時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的總線長(zhǎng)； 步驟33，清空所有時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇； 步驟34，對(duì)于每個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)，計(jì)算與其距離最近的聚類(lèi)中心，并將該時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)加入到該聚類(lèi)中心所在的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇中，重新形成K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇； 步驟35，重新計(jì)算每個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的幾何中心，并更新K個(gè)聚類(lèi)中心； 步驟36，重新計(jì)算所有時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的總線長(zhǎng)，判斷該總線長(zhǎng)與上一次計(jì)算得到的總線長(zhǎng)是否相等，若相等，則將重新形成的K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇作為最優(yōu)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群，否則返回步驟33。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的幾何中心，通過(guò)以下步驟計(jì)算: 如果該時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇不為空，則其幾何中心為該時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇所包含時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)的平均值；如果該時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇為空，則其幾何中心為當(dāng)前包含時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)數(shù)目最多的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇中一半時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述所有時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的總線長(zhǎng)為所有時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇內(nèi)各個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)與該時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的幾何中心的連線長(zhǎng)度的總和。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括， 將時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)存入設(shè)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，其中設(shè)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)的二維坐標(biāo)，電容值和節(jié)點(diǎn)序號(hào)。
10.一種時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法得到的版圖中的K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇，K為大于等于I的整數(shù)； 用于驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的K個(gè)緩沖器， 其中，各個(gè)緩沖器設(shè)置在其所要驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇的內(nèi)部，該時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇中的各個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)與該緩沖器直接相 連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群方法，包括確定步驟，確定版圖中的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)；劃分步驟，將所述時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)劃分為K個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇，作為初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群；結(jié)群步驟，對(duì)所述初始時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)結(jié)群。本發(fā)明通過(guò)將版圖中的時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)劃分成若干個(gè)時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)簇，每個(gè)節(jié)點(diǎn)簇由一個(gè)緩沖器驅(qū)動(dòng)，然后將所有緩沖器作為時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)綜合的輸入節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造與優(yōu)化，能夠有效降低時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的功耗，并且滿足系統(tǒng)要求的轉(zhuǎn)換速率，時(shí)鐘偏差，時(shí)延等約束。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103150435SQ20131007734
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者蔡懿慈, 周強(qiáng), 鄧超 申請(qǐng)人:清華大學(xué)