矩形Steiner最小树布线灵活度分析与优化算法

"直线型Steiner最小树的灵活性" 在集成电路设计中，总体布线是一个关键的步骤，它直接影响到芯片的性能、功耗以及面积。直线型Steiner最小树（Rectangular Steiner Minimum Tree, RSTM）是解决这一问题的一种有效方法。RSTM是一种在给定的输入端点间构建的树状结构，目标是在满足预设约束条件下，通过Steiner点的引入，使树的总长度最小化。本文深入探讨了RSTM的灵活性，这是影响其结构变形能力和布线收敛性的核心因素。 文章首先从三个方面定义和分析了RSTM的布线灵活度：树边形态、结构固有变形和拓扑变形。树边形态关注的是树边的物理形状如何影响布线的可行性；结构固有变形是指在不改变树拓扑的情况下，树边可以被拉伸或压缩的程度；而拓扑变形则涉及改变树的连接方式，以适应更优的布线布局。 为了量化这些灵活度，文章提出了一个计算模型，该模型能更好地反映RSTM在实际布线过程中的变形能力。特别是，文章定义了树边的布线灵活度指标，这个指标基于树形的最短布线路径，反映了布线的可能变化范围。接着，通过考虑RSTM中所有树边的灵活度组合和拓扑结构的可变形性，综合计算出整个RSTM的布线灵活度。 针对布线灵活度的瓶颈问题，文章提出了一种拥挤驱动的RSTM布线灵活度挖掘算法。这种算法能够根据布线路径的拥挤程度动态调整树边的灵活度，从而提高布线的效率和质量。实验结果显示，应用此计算模型到拥挤驱动的RSTM布线灵活度挖掘算法后，显著改善了布线的拥挤状况，同时也缩短了总体布线算法的运行时间，具体减少了14%。 这篇文章的贡献在于提供了一个新的理解和度量RSTM灵活度的方法，并开发出一种优化算法来提升布线效率。这对于电子设计自动化（EDA）领域，尤其是VLSI总体布线算法的设计具有重要的理论和实践价值。通过这样的研究，未来可能实现更高效、更优化的集成电路设计流程，进一步推动半导体行业的进步。