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基于糅合策略的超大规模集成电路布图规划问题的算法研究
结题报告
批准号:
61472147
项目类别:
面上项目
资助金额:
84.0 万元
负责人:
何琨
依托单位:
学科分类:
F0201.计算机科学的基础理论
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
李初民、柳渝、姬朋立、黄志、刘燕丽、曹伟刚、黄梦龙、朱鹏、潘志舟
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中文摘要
布图规划问题是一个具有复杂约束条件的、多目标的强NP难度问题。作为超大规模集成电路物理设计阶段的一个核心步骤,它不仅直接确定了集成芯片的面积及整体结构,而且对后续的布局、布线设计会产生决定性影响。拟针对目前其模型不够清晰统一、基础性理论研究不够充分、缺少通用的可扩展性算法等现状,结合现代工业中集成电路设计的实际需要,深入开展布图规划问题的数学模型、可计算性、完备算法和非完备算法的研究。拟基于占角策略设计求解硬模块布图规划问题的枚举算法;基于糅合策略研究软模块布图规划问题的完备放置算法,证明可合法布图的严格充分条件;基于模块糅合设计考虑连线优化的软模块搜索算法;利用求解聚类问题和矩形Packing面积最小化问题的相关策略设计求解硬模块问题的启发式算法;以模块糅合为基础,借鉴整数规划中松弛、还原的思想探索硬模块问题的近似求解算法。本项目将为促进超大规模集成电路相关产业的发展提供理论和技术支持。
英文摘要
Floorplanning is a multi-objective strong NP hard problem with complicated constraints. As an essential step in the physical design phase of the very large scale integration (VLSI), it not only directly determines the area and the overall structure of the integrated circuit chip, but also will it has a decisive impact on the follow-up steps of placement and routing. Up to now, however, its mathematical model is not sufficiently clear and unified, the related fundamental research is not very strong, and the VLSI industry needs more universal and scalable algorithms. Taking into account of the actual requirements of the modern industrial VLSI design, this project will focus on the mathematical model, computability, complete algorithms and non-complete algorithms for the floorplanning problem. First, we will design an enumeration algorithm basing on the corner-occupying method for floorplanning with hard modules, propose an complete layout algorithm and give a strict proof on the sufficient condition of feasible layouts for floorplanning with soft modules. Then, we will figure out a local search method to optimize the wirelength by combining the merging strategy for floorplanning with soft modules. Next, we plan to design a heuristic approach for solving the floorplanning with hard modules basing on some strategies for the clustering problem and the rectangle packing area minimization problem. Finally, on the basis of module merging method, we will borrow the idea of "relaxation" and "rounding" for integer programming and explore an approximation algorithm for floorplanning with hard modules. It is expected that the project will provide theoretical and technical support to promote the development of modern VLSI industry.
布图规划问题是一个具有复杂约束条件的、多目标的强NP难度问题。作为超大规模集成电路物理设计阶段的一个核心步骤,它不仅直接确定了集成芯片的面积及整体结构,而且对后续的布局、布线设计会产生决定性影响。此项目为Floorplanning问题定义了清晰的数学模型,并设计了高效率的求解算法,将矩形Packing问题的占角动作拟人算法和圆形Packing问题的拟物势能下降算法成功迁移和运用到Floorplanning问题的求解中。设计了提高电路板面积利用率的动态归约(DRA)算法;对于二维软矩形Packing问题和固定边界的软模块布图规划问题,分别设计了迭代糅合Packing算法(IMP)和基于迭代糅合的层次划分算法(IMP-HP);对于固定边界的混合模块布图规划问题,设计了基于拟牛顿法的布图规划算法(QNF)。在包括IEEE Transactions on SMC: Systems、 Computers & Operations Research、European Journal of Operational Research、IJCAI、AAAI、ECAI等国内外核心期刊、会议发表论文19、17篇,其中SCIE/SSCI收录26篇,EI收录29篇。本项目的研究成果将为促进超大规模集成电路相关产业的发展提供理论和技术支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.tcs.2017.09.021
发表时间:2017-10
期刊:Theoretical Computer Science (CCF B类)
影响因子:--
作者:Ma Yuzhe;He Kun;Hoperoft John;Shi Pan
通讯作者:Shi Pan
DOI:--
发表时间:--
期刊:计算机科学与探索
影响因子:--
作者:朱鹏;何琨;曹伟刚;杨欢
通讯作者:杨欢
An efficient quasi-physical quasi-human algorithm for packing equal circles in a circular container
一种高效的准物理准人类算法,用于在圆形容器中填充相等的圆
DOI:10.1016/j.cor.2017.12.002
发表时间:2018
期刊:Computers & Operations Research
影响因子:4.6
作者:He Kun;Ye Hui;Wang Zhengli;Liu Jingfa
通讯作者:Liu Jingfa
The Orthogonal Packing and Scheduling Problem: Model, Heuristic and Benchmark
正交打包和调度问题:模型、启发式和基准
DOI:10.1109/tsmc.2017.2768072
发表时间:--
期刊:IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Systems
影响因子:--
作者:Kun He;Huan Yang;Yan Jin;Qian Hu;Pengli Ji
通讯作者:Pengli Ji
Dynamic reduction heuristics for the rectangle packing area minimization problem
矩形堆积面积最小化问题的动态约简启发法
DOI:10.1016/j.ejor.2014.09.042
发表时间:2015-03
期刊:European Journal of Operational Research
影响因子:6.4
作者:He, Kun;Ji, Pengli;Li, Chumin
通讯作者:Li, Chumin
电磁空间智能识别算法的对抗攻击技术
  • 批准号:
    U22B2017
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    253.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    何琨
  • 依托单位:
自然语言处理深度模型的对抗攻防关键算法研究
  • 批准号:
    62076105
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    何琨
  • 依托单位:
大型网络中基于局部谱的社团检测算法研究
  • 批准号:
    61772219
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    16.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    何琨
  • 依托单位:
四维时空高效利用的装箱调度问题
  • 批准号:
    61173180
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    何琨
  • 依托单位:
国内基金
海外基金