Методы анализа и оптимизации цифровых КМОП СБИС
Диссертация
Разработана теоретико-графовая модель статического КМОП вентиля в форме диаграммы двоичных решений (BDD) специального вида (SP-BDD). Показано, что SP-BDD имеет минимальный размер среди всех минимизированных диаграмм двоичных решений (ROBDD), описывающих логическую функцию вентиля. Показано, что данная модель обладает свойством каноничности (единственности) и описывает как логическую функцию… Читать ещё >
Список литературы
- Kick В. Timing Correction in Logic Synthesis // Proc. of 1-st 1.t. Conf. «VLSI and Computers», Hamburg, May 11−15, 1987, p.299.
- Tsui C.Y., Pedram M., Despain A.M. Technology Decomposition and Mapping Targeting Low Power Dissipation// Proc. of 30th Design Automation Conference, Dallas, June 14−18, 1993, p.68.
- Tiwari V., Ashar P., Malik S. Technology Mapping for Low Power // Proc. of 30th Design Automation Conference, Dallas, June 14−18, 1993, p.74.
- Marculescu R., Marculescu D., Pedram M. Switching Activity Analysis Considering Spa-tiotemporal Correlations // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1994, p.294.
- Marculescu R., Marculescu D., Pedram M. Efficient Power Estimation for Highly Correlated Input Streams // Proc. of 32nd Design Automation Conference, San Francisco, June 1216, 1995, p.628.
- Mechta H., Borah M., Owens R.M., Irwin M.J. Accurate Estimation of Combinational Circuit Activity // Proc. of 32nd Design Automation Confercncc, San Francisco, June 12−16, 1995, p.618.
- Saxena V., Najm F.N., Hajj I.N. Monte-Carlo Approach for Power Estimation in Sequential Circuits // Proc. of European Design & Test Conference, Paris, March 17−20, 1997, p.416.
- Kim Y.H., Hwang S.H., Newton A.R. Electrical-Logic Simulation and Its Applications // IEEE Trans, on CAD, 1989, v.8, p.8.
- Saleh R.A., Newton A.R. Mixed-Mode Simulation. 1990.
- Rabe D., Timmermann В., Ncbel W. CMOS Library Characterization for Power Consumption // PATMOS-94, p.94.
- Najm F.N. Feedback, Correlation, and Delay Concerns in the Power Estimation of VLSI Circuits // Proc. of 32nd Design Automation Conference, San Francisco, June 12−16, 1995, p.612.
- Najm F.N., Zhang M.Y. Extreme Delay Sensitivity and the Worst-Case Switching Activity in VLSI Circuits // Proc. of 32nd Design Automation Conference, San Francisco, June 12−16, 1995, p.623.
- Hayes J.P. A Unified Switching Theory with Applications to VLSI Design // Proc. IEEE, 1982, v.70, p. 1140.
- Bryant R.E. A Switch-Level Model and Simulator for MOS Digital Systems // IEEE Trans, on Computers, 1984, v.33, p. 160.
- Huizer C.M. Power Dissipation Analysis of CMOS VLSI Circuits by Means of Switch-Level Simulation // Proc. of 16-th European Solid-State Circuit Conf., 1990, p.61.
- Gavrilov S., Glebov A., Rusakov S., ct.al. Fast Power Loss Calculation for Digital Static CMOS Circuits // Proc. of European Design & Test Conference, Paris, March 17−20, 1997, p.411.
- Cheng D.I., Cheng K.T., Wang D.C., Marck-Sadowska M. A New Hybrid Methodology for Power Estimation // Proc. of 33rd Design Automation Conference, Las Vegas, June 9−13, 1996, p.439.
- Fishburn J.P., Dunlop Л.Е. TILOS: A Posynomial Programming Approach to Transistor Sizing // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1995, p.326.
- Sapatnckar S.S., Rao V.B., Vaidya P.M., Kang S.M. An Exact Solution to the Transistor Sizing Problem for CMOS Circuits Using Convex Optimization // IEEE Trans, on CAD, 1993, v.12, p.1621.
- Hoppe В., Neuendorf G., Schmitt-Landsiedel D. Optimization of High-Speed CMOS Logic Circuits with Analytical Models for Signal Delay, Chip Area and Dynamic Power Dissipation // IEEE Trans, on CAD, 1990, v.9, p.236.
- Borah M., Owens R.M., Irwin M.J. Transistor Sizing for Minimizing Power Consumption of CMOS Circuits under Delay Constraint // Int. Symp. on Low Power Design, 1995, p. 167.
- Glebov A.L., Lialinsky A.A., Rusakov S.G. Optimization of CMOS Circuits Based on Parameterized Cells // PATMOS-94, p. 178.
- Hsieh Y.C., Hwang C.Y., Lin Y.L., Hsu Y.C. LiB: A CMOS Cell Compiler// IEEE Trans, on CAD, 1991, v. l0,p.994.
- Baltus D.G., Allen J. SOLO: A Generator of Efficient Layout from Optimized MOS Ciruit Schematics // Proc. of 25th Design Automation Confercncc, Anaheim, June 12−15, 1988, p.445.
- Boyer D.G. Symbolic Layout Compaction Review // Proc. of 25th Design Automation Conference, Anaheim, June 12−15, 1988, p.383.
- Berkelaar M., Jess J. Gate Sizing in MOS Digital Circuits with Linear Programming // EDAC-90, p.217.
- Berkelaar M., Buurman P., Jess J. Computing the Entire Active Area/Power Consumption versus Delay Trade-off Curve for Gate Sizing with a Piecewise Linear Simulator // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1994, p.474.
- Chen D.S., Sarrafzadeh M. An Exact Algorithm for Low Power Library-Spccific Gate Resizing // Proc. of 33rd Design Automation Conference, Las Vegas, June 9−13, 1996, p.783.
- Bahar R.I., Hachtel G.D., Macii E., Somcnzi F. A Symbolic Method to Reduce Power Consumption of Circuits Containing False Paths // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1994, p.368.
- Bahar R.I., Cho H., Hachtel G.D., ct.al. Timing Analysis of Combinational Circuits Using ADD’s // Proc. of European Design & Test Conference, Paris, March 1994.
- Coudert O. Gate Sizing: A General Purpose Optimization Approach // Proc. of European Design & Test Conference, Paris, March 11−14, 1996, p.214.
- Devadas S., Malik S. A Survey of Optimization Techniques Targeting Low Power VLSI Circuits // Proc. of 32nd Design Automation Conference, San Francisco, June 12−16, 1995, p.242.
- Iman S., Pedram M. Logic Extraction and Factorization for Low Power// Proe. of 32nd Design Automation Confcrcncc, San Francisco, June 12−16, 1995, p.248.
- Fishburn J.P. A Depth-Decreasing Heuristic for Combinational Logic, or How to Convert a Ripple-Carry Adder into Carry-Lookahead Adder or Anything In-Between // Proe. of 27th Design Automation Conference, 1990, p.361.
- Carlson B.S., Lee S.J. Delay Optimization of Digital CMOS VLSI Circuits by Transistor Reordering// IEEE Trans, on CAD, 1995, v. 14, p. 1183.
- Caufape S., Figueras J. Power Optimization of Delay Constrained CMOS Bus Drivers // Proc. of European. Design & Test Conference, Paris, March 11−14, 1996, p.205.
- Turgis S., Azemad N., Auvergne D. Design and Selection of Buffers for Minimum Power-Delay Product // Proc. of European Design & Test Conference, Paris, March 11−14, 1996, p.224.
- Glebov A.L., Blaauw D., Jones L.G. Transistor Reordering for Low Power CMOS Gates Using SP-BDD Representation // Int. Symp. on Low Power Design, 1995, p. 161.
- Musoll E., Cortadella J. Optimizing CMOS Circuits for Low Power Using Transistor Reordering// Proc. of European Design & Test Conference, Paris, March 11−14, 1996, p.219.
- Rohfleisch В., Kolbl Л., Wurth B. Reducing Power Dissipation after Technology Mapping by Structural Transformations // Proc. of 33rd Design Automation Conference, Las Vegas, June 9−13, 1996, p.789.
- Glebov A., Gavrilov S., Blaauw D., ct.al. Library-Less Synthesis for Static CMOS Circuits // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1997.
- Glebov A.L. BDD Based Algorithms for Series-Parallel Network Representation and Manipulation//Russian Workshop, Moscow, 1994, p.32.
- Bryant R.E. Graph-Based Algorithms for Boolean Function Manipulation // IEEE Trans, on Computers, 1986, v.35, p.677.
- Levi R., Blaauw D., Braca G., et.al. ClariNet: A Noise Analysis Tool for Deep Submi-cron Design // Proc. of 37th Design Automation Conference, Los Angeles, June 5−9, 2000, p.233.
- Chen P., Keutzer K. Towards True Crosstalk Noise Analysis // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1999, p. 132.
- Shepard K.L., Narayanan V., Elementary P.C., Zhen G. Global Harmony: Coupled Noise Analysis for Full-Chip RC Interconnect Networks // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1997, p. 139.
- Shepard K.L. Design Methodologies for Noise in Digital Integrated Circuits // Proc. of 35th Design Automation Conference, San Francisco, June 15−19, 1998, p.94.
- Shepard K.L., Narayanan V., Rose R. Harmony: Static Noise Analysis of Deep Submi-cron Digital Integrated Circuits// IEEE Trans, on CAD, 1999, v.18, p.1132.
- Kirkpatrick D.A., Sangiovanni-Vincentelli A.L. Digital Sensitivity: Predicting Signal Interaction Using Functional Analysis // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1996, p.536.
- Rubio A., Itazaki N., Xu X., Kinoshita K. An Approach to the Analysis and Detection of Crosstalk Faults in Digital VLSI Circuits // IEEE Trans, on CAD, 1997, v. 16.
- Glebov A., Gavrilov S., Blaauw D., ct.al. False-Noise Analysis Using Logic Implications // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 2001.
- Glebov A., Gavrilov S., Zolotov V., et.al. False-Noise Analysis Using Resolution Method // Int. Symp. on Quality Electron Design, San Jose, 2002.
- Caisso J. R, Cerny E., Rumin N.S. A Recursive Technique for Computing Delays in Series-Parallel MOS Transistor Circuits // IEEE Trans, on CAD, 1991, v. 10, n.5, p.589.
- Tan C.H., Allen J. Minimization of Power in VLSI Circuits Using Transistor Sizing, Input Ordering, and Statistical Power Estimation // Proc. of Int. Workshop on Low Power Design, 1994, p.75.
- Boehncr M. LOGEX An Automatic Logic Extractor from Transistor to Gate Level for CMOS Technology // Proc. of 25th Design Automation Conference, Anaheim, June 12−15, 1988, p.517.
- Глебов А.Л. SP-BDD модель цифровых КМОП схем и ее приложения в оптимизации и моделировании // 2-я международная конференция «Микроэлектроника и информатика», Москва, 1995, с. 44.
- Глебов А.Л. SP-BDD модель цифровых КМОП схем и ее приложения в оптимизации и моделировании // Информационные технологии, 1997, № 10.
- Chandrakasan А.Р., Shcng S., Brodersen R.W. Low-Power CMOS Digital Design //IEEE Journ. of Solid-State Circuits, 1992, v.27, n.4, p.473.
- Barzilai Z., Bccce D., Huisman L.M., et.al. SLS a Fast Switch-Lcvcl Simulator// IEEE Trans, on CAD, 1988, v.7, n.8, p.838.
- Rao V.B., Trick T.N. Network Partitioning and Ordering for CMOS VLSI Circuits // IEEE Trans, on CAD, 1987, v.6, n. l, p. 128.
- Li W.N., Lim A., Agrawal P., Sahni S. On the circuit implementation problem // Proc. of 29th Design Automation Conference, Anaheim, June 8−12, 1992, p.478.
- Barth R., Monier L., Serlet B. PatchWork: Layout from schcmatic annotations // Proc. of 25th Design Automation Conference, Anaheim, June 12−15, 1988, p.250.
- Bloom M. Parameterizablc cells strike middle ground between fixed and compiled cells // Computer Design, 1986, Nov. l, p. 24.
- Obermcicr F.W., Katz R.H. An electrical optimizer that considers physical layout // Proc. of 25th Design Automation Conference, Anaheim, June 12−15, 1988, p.453.
- Chen H.Y., Kang S.M. Л new circuit optimization technique for high performance CMOS circuits // IEEE Trans, on CAD, 1991, v. 10, p.670.
- Lin S., Marek-Sadowska M., Kuh E.S. Delay and area optimization in standard-cell design // Proc. of 27th Design Automation Conference, 1990, pp.349.
- Chan P.K. Algorithms for library-specific sizing of combinational logic // Proc. of 27th Design Automation Conference, 1990, p.353.
- Kirkpatrick S., Gellat C., Jr. and Vecchi M.P. Optimization by Simulated Annealing // Sciencc, 1983, v.220,p.671.
- Strenski P.N., Kirkpatrick S. Analysis of Finite Length Annealing Schedules //Algorith-mica, 1991, v.6, p.346.
- Hooke R., Jeeves Т.Л. Direct search solution of numerical and statistical problems // J. Assoc. Сотр. Mach., 1961, №.8, p.212.
- Gill P.E., Murray W., Wright M. I I. Practical optimization. London: Academic Press, 1981.
- Carlson B.S., Chen C.Y.R. Performance enhancement of CMOS VLSI circuits by transistor reordering // Proc. of 30th Design Automation Conference, Dallas, June 14−18, 1993, p.361.
- Barth R., Serlct В., Sindhu P. Parameterized schematics // Proc. of 25th Design Automation Conference, Anaheim, June 12−15, 1988, p.243.
- Boese K.D., Kahng A.B., Tsao C.W.A. Best-So-Far vs. Where-You-Are: New Perspectives on Simulated Annealing for CAD // Proc. of European Design Automation Conference, Hamburg, September 20−24, 1993, p.78.
- Aluffi-Pentini F., Parisi V., Zurilli F. Global Optimization and Stochastic Differential Equations // Journ. of Optimization Theory and Applications, 1985, v.47, p. 1.
- Sakurai Т., Newton A.R. MOSFET Model Parameter Extraction Based on Fast Simulated Diffusion // Memorandum № UCB/ERL M90/20, 16 March 1990, University of California, Berkeley.
- Tivari V., Ashar P., Malik S. Technology Mapping for Low Power// Proc. of 30th Design Automation Conference, Dallas, June 14−18, 1993, p.74.
- Dharchoudhury A., Kang S.M., Kim K.H., Lee S.H. Fast and Accurate Timing Simulation with Regionwisc Quadratic Models for MOS // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1994, p. 190.
- Rudell R. Dynamic variable ordering for OBDD // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1993, p.42.
- Meinel C., Somenzi F., Theobald T. Linear sifting of decision diagrams // Proc. of 34th Design Automation Conference, Anaheim, June 9−13, 1997, p.202.
- Madre J.C., Billon J.P. Proving Circuit Correctness Using Formal Comparison Between Expected and Extracted Behaviour// Proc. of 25th Design Automation Conference, Anaheim, June 12−15, 1988, p.205.
- Minato S., Ishiura N., Yajima S. Shared Binary Decision Diagram with Attributed Edges for Efficient Boolean Function Manipulation // Proc. of 27th Design Automation Conference, 1990, p.52.
- Levy R., Blaauw D., Braca G., et.al. «ClariNet: A noise analysis tool for deep submicron design // Proc. of 37th Design Automation Conference, Los Angeles, June 5−9, 2000, p.233.
- Brown F.M. Boolean reasoning. Boston: Kluwer Academic Publishers, 1990.
- Ilachtel G., Jacoby R., Moceyunas P., Morrison C. Performance Enhancements in BOLD using Implications // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1988, p.94.
- Kunz W., Menon P.R. Multi-Level Logic Optimization by Implication Analysis // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 1994, p.6.
- Bahar R.I., Burns M., Hachtel G.D., et.al. Symbolic Computation of Logic Implications for Technology-Dependent Low-Power Synthesis // ISPLED-96.
- Long W., Wu Y.L., Bian J. IBAW: An Implication-Tree Based Alternative-Wiring Logic Transformation Algorithm //ASPDAC-2000, p.415.
- Bobba S., Hajj I.N. Estimation of maximum current envelope for power bus analysis and design // Int. Symp. on Phys. Des., 1998.
- Wroblewski A., Schimpfle C.V., Nossek J.A. Automated Transistor Sizing Algorithm for Minimizing Spurious Switching Activities in CMOS Circuits // ISCAS-2000, p.291.
- Garey M.R., Johnson D.S. Computers and Intractability, A Guide to the Theoiy of NP-Completeness. New York: Freeman, 1979.
- Loukakis E., Tsouros C. An Algorithm for the Maximum Internally Stable Set in a Weighted Graph// Intern. J. Computer Math., 1983, v. 13, p. l 17.
- Meinel C., Teobald T. Algorithms and Data Structures in VLSI Design. New York: Springer, 1998.
- Blaauw D., Zolotov V., Sundareswaran S., et.al. Slope propagation in static timing analysis // Intern. Conf. on Computer Aided Design, 2000.
- Brashear R.B., Menezes N., Oh C., ct.al. Predicting circuit performance using circuit-lcvel statistical timing analysis // EDAC-94.
- Глебов АЛ. SP-BDD модель цифровых КМОП схем и ее приложения в оптимизации и моделировании // 2-я междунар. конф. „Микроэлектроника и информатика“, Москва, 1995, с. 44.
- Гаврилов С.В., Глебов А. Л., Лопатников С. Ю. Алгоритм быстрого расчета мощности для цифровых КМОП схем // 3-я междунар. коиф. „Микроэлектроника и информатика“, Москва, 1997.
- Glebov A., Nadezhin D. Fast delay and power estimation for digital CMOS circuits // 1st Intern. Workshop „Muli-Architecture Low Power Design“, Moscow, 1999, p.3.
- Гаврилов C.B., Глебов A.JI., Стемпковский А. Л. Быстрый алгоритм расчета мощности в цифровых КМОП схемах // Электроника НТБ, 2002, № 4, с. 42.
- Глебов А.Л., Лопатников С. Ю. Новый алгоритм моделируемого отжига для оптимизации КМОП схем // Информационные технологии, 1998, № 1.
- Gavrilov S., Glebov A. BDD-bascd circuit level structural optimization for digital CMOS // 1-st Intern. Workshop „Muli-Architecture Low Power Design“, Moscow, 1999, p.45.
- Глебов А.Л., Стемпковский А. Л. Оптимизация низкомощных цифровых КМОП схем // Автоматизация проектирования, 1997, № 3, c. l 1.
- Глебов А.Л., Соловьев А. Н. Оптимизация цифровых синхронных КМОП СБИС // Информационные технологии, 2000, № 2.
- Гаврилов С.В., Глебов А. Л., Стемпковский А. Л. Структурная оптимизация цифровых КМОП схем // Информационные технологии и вЕлчислительпые системы, 2002, № 4, с. 34.
- Гаврилов С.В., Глебов Л. Л. Алгоритм логического синтеза цифровых КМОП схем на проходных транзисторах // 3-я междунар. копф. „Электроника и информатика XXI век“, Москва, 2000.
- Glebov A., Gavrilov S. Use of logic implications for cross-coupling noise analysis // Signal Integrity Workshop, Austin, 2000.
- Стсмпковский А. Л. Отказоустойчивые архитектуры микроэлектронных вычислительных систем // Информационные технологии и вычислительные системы, 2001, № 2/3.
- Гаврилов С.В., Глебов А. Л., Стемпковский А. Л. Анализ помехоустойчивости цифровых схем па основе логических импликаций // Известия ВУЗов, Электроника, 2002, № 5.
- Шагурин И.И. Основы формального схемотехнического синтеза цифровых микросхем на биполярных транзисторах // Микроэлектроника, 1979, т.8, № 2, с. 114.
- Кармазипский А.Н. Синтез принципиальных схем цифровых элементов на МДП-транзисторах // Москва, Радио и связь, 1983.
- Нсмудров В.Г., Лебедев В. И., Гладков В. Н., Иванов Ю. П. Быстродействующие БИС па переключателях тока // Москва, Радио и связь, 1982. us
- АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы Глебова A. JI,. на соискание ученой степени доктора технических наук. Тема диссертации: „Методы анализа и оптимизации цифровых1. КМОП СБИС“
- Разработанные автором программные средства, интегрированные в САПР сквозного проектирования.
- При внедрении программных средств использовались, разработанные автором:
- Методика проектирования анализа и оптимизации цифровых КМОП ИС.
- Структура программно-аппаратных средств.
- Методы, модели и алгоритмы процессов структурной и параметрической оптимизации цифровых КМОП схем по критериям быстродействия, площади и потребляемой мощности.
- В.К.Крюков В. К. Зольников И.П.Потапов
- Настоящий акт свидетельствует о том, что на предприятии ОАО „Ангстрем“ были внедрены научные и практические результаты диссертационной работы Глебова АЛ.
- На основе предложенных в диссертационной работе методов автором разработан комплекс программ „OPTI“ для параметрической и структурной оптимизации быстродействия, площади и потребляемой мощности цифровых КМОП схем.
- Эффективность предложенных в диссертационной работе алгоритмов и моделей представления проектной информации подтверждена практическим опытом проектирования реальных микросхем.1. КМОП СБИС
- Ученый секретарь НТС Главный специалист
- В.М.Самохвалов А.П.Подобаевzsг1.•
- УТВЕРЖДАЮ» Директор ИППМ РАНчл.-корр. РАН А.Л.Стемпковский2003 г.
- АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационной работы Глебова А. Л. на соискание ученой степени доктора технических наук
- Тема диссертации: «Методы анализа и оптимизации цифровых КМОП СБИС»
- Указанный программный комплекс используется в ИППМ РАН и показал свою эффективность: — при проведении научных исследований-- при проведении учебного процесса на базовой кафедре института.
- Зав. сектором ИППМ РАН, к.т.н.1. Ученый секретарь ИППМ РАН1. С. В. Гаврилов В.С.Борискин