超大规模集成电路布线设计理论与算法_刘耿耿、郭文忠_9787302599432

本书主要介绍超大规模集成电路中物理设计流程中的总体布线问题以及Steiner小树算法相结合，提出了超大规模集成电路中物理设计流程中多种算法来构建直角结构Steiner小树，例如离散PSO以及DABC算法、绒泡菌算法等等。本书还考虑障碍中布线资源重利用的Steiner小树构建，并提出了多种策略来进行总体布线，以及层分配的算法优化，还基于轨道分配进行详细布线的实现，后还实现了基于时分复用技术的多阶段FPGA布线器，并在每一个小节都有其实验结果与分析。

超大规模集成电路(Very Large Scale Integration, VLSI)是信息产业的硬件核心，其发展水平的高低已成为衡量一个国家科学技术和工业发展水平的重要标志。在VLSI布线问题中，总体布线和Steiner最小树算法是一个相互关联、充满活力的研究领域，因此本书系统地剖析、分类和整合超大规模集成电路领域的总体布线和Steiner最小树算法，通过不同的方法实现了对VLSI布线算法的优化。
近年来，编者及其科研团队一直致力于超大规模集成电路领域的布线和Steiner最小树算法的理论及应用研究，特别是算法的构建及其应用，在此基础上撰写了此书。本书内容是编者基于自身所主持和参与的国家自然科学基金项目等的研究成果，吸纳了国内外许多具有代表性的研究成果，融合了课题组近年来在国内外重要学术刊物和国际会议上发表的研究成果，力图体现国内外在这一领域的最新研究进展。本书可作为计算机科学、自动化科学、人工智能等相关学科专业高年级本科生、研究生以及广大研究计算智能的科技工作者的参考书。由于编者水平有限，书中难免有疏漏之处，对于本书的不足之处，恳请读者批评指正。
全书由8章构成，内容自成体系，各章内容具体安排如下：第1章是绪论，主要介绍了集成电路设计的基本流程，着重介绍了VLSI物理设计中的总体布线，阐述了Steiner最小树的问题模型；第2章介绍了两种直角结构Steiner最小树算法；第3章介绍了两种绕障直角结构Steiner最小树算法；第4章介绍了考虑障碍物中布线资源重利用的直角结构Steiner最小树算法；第5章介绍了总体布线中拥塞估计问题、总体布线中总线和非总线线网的布线算法等方面的研究工作；第6章介绍了多种时延驱动层分配算法；第7章介绍了基于轨道分配的详细布线问题，详细阐述了几种轨道分配算法和详细布线算法；第8章主要介绍了现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)布线算法。其中，第1~2章和第4~8章由刘耿耿完成，第3章由郭文忠完成。
感谢清华大学出版社的大力支持和编辑的辛苦工作。同时，对课题组内参与有关研究工作的陈国龙教授、王廷基教授、张浩副教授、刘文皓博士、黄兴博士以及庄震、朱伟大、张星海、鲍晨鹏、张丽媛、裴镇宇、许文霖等硕士生表示衷心感谢。最后，感谢国家自然科学基金项目(61877010、11501114、U21A20472、11271002、11141005)、国家科技部重点研发计划课题(2021YFB3600503)、福建省自然科学基金项目(2019J01243、2018J07005) 、福建省科技创新平台项目(2009J1007)和计算机体系结构国家重点实验室开放课题(CARCHB202014)等对相关研究工作的资助。
编者
2022年3月

于福州大学福建省网络计算与智能信息处理重点实验室

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