EDG奪冠了!EDA也奪冠了,這個冠軍還解決了一項芯片難題

2021/11/10
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1:比賽

上周末,EDG奪冠了,很振奮!

基本上也在同時,另一個中國的青年團隊也奪冠了。

巧了,也是5人組合。三個學生,兩個指導老師。

這個奪冠比賽是ICCAD contest,這個比賽是EDA領域電子設計自動化的最高賽事。

這次奪冠的青年團隊是華中科技大學團隊。

ICCAD的CAD競賽是一項具有挑戰(zhàn)性的研發(fā)競賽,重點關注電子設計自動化(EDA)領域的先進現(xiàn)實問題。

自2012年成立以來,ICCAD的CAD競賽每年吸引了100多個團隊,促進了產(chǎn)學合作,并在頂級會議和期刊上發(fā)表了數(shù)百篇論文。

它向全球多人團隊開放。每年組委會都會在工業(yè)公司提供的不同主題領域公布三個具有挑戰(zhàn)性的問題。

這場競賽無疑促進了EDA研究,并不斷增強其影響力。

2021 CAD Contest @ ICCAD (iccad-contest.org)

今年的三個問題,分別是:

Problem A Functional ECO with Behavioral Change Guidance
Problem B Routing with Cell Movement Advanced
Problem C GPU-Accelerated Logic Rewriting

今年華中科技大學團隊的獲得冠軍的是第二個問題:Routing with Cell Movement Advanced

本屆競賽137支隊伍參與,包括眾多國內外知名高校與研究機構,如加州大學伯克利分校、東京大學、中國臺灣大學、香港中文大學、復旦大學等。

強中自有強中手。華中科大團隊能在這些團隊中脫穎而出,說明了自身的能力。

2:難題?

這個比賽解決芯片什么難題?我們從芯片的研發(fā)流程說起。下圖是芯片的研發(fā)流程,

1:需求導入,規(guī)格定義到詳細設計,也就是做什么?怎么做?

2:芯片前端流程:芯片設計,芯片驗證,芯片綜合。

3:芯片后端流程:可測試性設計,布局布線,版圖設計到GDS。

而本次項目就是對于芯片后端流程的EDA工具,布局布線的算法,進行優(yōu)化。

布局布線是個什么玩意?布局就是將芯片的宏單元擺在相應的位置上,然后可以讓芯片的各個單元可以布線通過。如果布局太差,有可能產(chǎn)生擁塞,布線就fail了。布局的過程有點像下圍棋,要站住有利的位置。

布線:類似連連看。要連通,還要線最短。距離長了,時序就差了。

 

布局和布線的過程,直接影響芯片的成敗。如果布線擁塞太大,不能布通。布局布線就要推到重來。另外,如果為了更多布線資源,把芯片面積搞大,或者用更多的金屬層,那么芯片的成本就會上升。

不僅僅是布局布線成功就OK。這玩意的核心,能夠在盡可能小的面積上將這些功能單元布局布線成功。這個才是本事。

芯片講究PPA,(power,performance, aera )。芯片的面積關系到芯片的成本。所以,一個好的布局布線算法,直接關系芯片的競爭力。

3:成果

下面就是華中科技大學團隊的成果:這個就是模擬了芯片實際的布局布線流程。最大限度的降低總的線的長度。

從結果來看,有了很大的提升,也是在這個項目(problem B)中,取得最大進展的團隊。

4:意義

集成電路出現(xiàn)后,集成的規(guī)模越來越大,當人的腦和手再也不能手工通過圖紙來安排那么多的晶體管,于是硬件描述語言和EDA工具就應運而生。

硬件語言來描述的電路,然后通過EDA工具的來將語言轉換成電路,同時驗證電路的正確性,集成電路芯片就被設計的越來越復雜;

EDA工具支撐更復雜的設計的思想能夠得到實現(xiàn);各種EDA工具伴隨芯片仿真,驗證,調試,綜合,布局,布線,檢查,功耗評估等等;

芯片工程師花費在每天時間花費在和各種EDA工具的輸入輸出和交互上。

芯片設計的每個環(huán)節(jié)都離不開EDA工具的參與,芯片工程師離不開EDA工具支撐的IC研發(fā)體系。

EDA的核心就是算法。這個比賽內容,只是一個EDA布局布線算法的局部小點上的突破。而EDA工具是一個面,有很多很多的點。

技術這玩意,就是向上捅破天,向下扎到根。無疑,布局布線算法就是向上捅破天的技術。而這個技術要落地,就需要扎下根的產(chǎn)業(yè)化應用。

目前國內EDA產(chǎn)業(yè)化方面積累還比較薄弱。這個只是布局布線算法的一小步,可以期待EDA工具突破的一大步。

不過后生可畏,未來可待。交給時間。讓子彈飛一會。

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