《集成電路設(shè)計(jì)自動化》系統(tǒng)介紹集成電路設(shè)計(jì)自動化的理論、算法和軟件等關(guān)鍵技術(shù)。首先介紹數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)流程、層次化設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)描述，重點(diǎn)介紹集成電路設(shè)計(jì)自動化的前端設(shè)計(jì)和后端設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)與方法，包括高層次綜合技術(shù)、模擬驗(yàn)證和形式驗(yàn)證技術(shù)、布圖規(guī)劃與布局技術(shù)、總體布線與詳細(xì)布線技術(shù)、時(shí)鐘綜合與時(shí)序分析優(yōu)化方法、供電網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化技術(shù)、3D集成電路自動設(shè)計(jì)方法，最后介紹集成電路的硬件安全相關(guān)問題。同時(shí)包含集成電路設(shè)計(jì)自動化近年來的最新研究成果。
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目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 集成電路設(shè)計(jì)自動化方法簡介 2
1.1.1 集成電路設(shè)計(jì)流程 2
1.1.2 層次式設(shè)計(jì)方法 3
1.1.3 集成電路設(shè)計(jì)描述 5
1.2 章 節(jié)組織結(jié)構(gòu) 6
第2章 高層次綜合 8
2.1 概述 9
2.1.1 行為描述的中間表示 9
2.1.2 性能評估模型 10
2.1.3 高層次綜合與布圖規(guī)劃結(jié)合系統(tǒng)流程 10
2.2 高層次綜合中的互連功耗優(yōu)化 12
2.2.1 互連功耗優(yōu)化算法的基本流程 12
2.2.2 初始高層次綜合 13
2.2.3 結(jié)合布圖信息的高層次綜合 19
2.2.4 行為信息驅(qū)動的布圖規(guī)劃 21
2.2.5 實(shí)驗(yàn)與分析 22
2.3 高層次綜合熱優(yōu)化 24
2.3.1 峰值周期功耗和峰值模塊功耗 25
2.3.2 整數(shù)線性規(guī)劃模型的構(gòu)造及平穩(wěn)芯片熱分布算法 27
2.3.3 實(shí)驗(yàn)及分析 32
2.4 專用指令綜合 35
2.4.1 問題描述 36
2.4.2 專用指令定制方法 37
2.4.3 專用指令快速定制算法 45
2.4.4 專用指令功能劃分算法 50
2.4.5 專用指令定制存儲器存取優(yōu)化實(shí)例 55
2.4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 61
2.5 本章小結(jié) 62
參考文獻(xiàn) 63
第3章 驗(yàn)證 65
3.1 驗(yàn)證方法概述 65
3.1.1 模擬驗(yàn)證過程 66
3.1.2 形式驗(yàn)證過程 69
3.2 模擬驗(yàn)證 71
3.2.1 基于字位混合SAT求解器的RTL隨機(jī)激勵生成方法描述 72
3.2.2 字位混合SAT問題 72
3.2.3 字位混合SAT求解器 74
3.2.4 激勵的均勻度評估方法 79
3.2.5 激勵的生成方法 82
3.2.6 實(shí)驗(yàn)分析 84
3.3 形式驗(yàn)證 86
3.3.1 模型檢驗(yàn)中的OBDD 86
3.3.2 VHDL轉(zhuǎn)化為狀態(tài)機(jī) 87
3.3.3 反例生成方法 101
3.4 本章小結(jié) 107
參考文獻(xiàn) 108
第4章 布圖規(guī)劃與布局 110
4.1 布圖規(guī)劃與布局簡介 110
4.1.1 布圖規(guī)劃問題 111
4.1.2 布局問題 119
4.2 時(shí)延和可布性驅(qū)動的布局 124
4.2.1 基于路徑的時(shí)延驅(qū)動快速布局TimFaSa 124
4.2.2 可布性驅(qū)動的布局 131
4.3 時(shí)鐘性能驅(qū)動的布局算法 140
4.3.1 問題的提出和算法動機(jī) 140
4.3.2 時(shí)鐘驅(qū)動的布局 141
4.4 功耗驅(qū)動的多電壓布局算法 150
4.4.1 基于單元的電壓島設(shè)計(jì)流程 150
4.4.2 基于二劃分的標(biāo)準(zhǔn)單元布局方法 152
4.4.3 時(shí)延和功耗驅(qū)動的初始布局 153
4.4.4 初始電壓分配 154
4.4.5 對電壓分配和布局結(jié)果的迭代改善 155
4.4.6 實(shí)驗(yàn)及分析 157
4.5 本章小結(jié) 158
參考文獻(xiàn) 159
第5章 布線 161
5.1 概述 161
5.1.1 布線問題概述 161
5.1.2 布線方法概述 162
5.2 總體布線 165
5.2.1 總體布線問題的形式化 165
5.2.2 時(shí)延驅(qū)動的總體布線 166
5.2.3 時(shí)延和擁擠度驅(qū)動總體布線算法TCG-Router 167
5.3 詳細(xì)布線 175
5.3.1 詳細(xì)布線問題的形式化 176
5.3.2 多商品流詳細(xì)布線算法整體流程 177
5.3.3 基于多商品流理論的詳細(xì)布線模型 178
5.4 面向可制造性與良品率的布線算法 189
5.4.1 考慮化學(xué)機(jī)械拋光的布線算法 190
5.4.2 考慮冗余通孔插入的多商品流詳細(xì)布線算法 196
5.4.3 考慮電遷移問題的布線算法 206
5.5 本章小結(jié) 212
參考文獻(xiàn) 212
第6章 時(shí)鐘綜合與時(shí)序分析優(yōu)化 214
6.1 概述 214
6.2 基本概念 216
6.2.1 時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)參數(shù) 216
6.2.2 時(shí)序分析 217
6.2.3 時(shí)延模型 219
6.3 時(shí)鐘綜合 223
6.3.1 時(shí)鐘規(guī)劃 224
6.3.2 時(shí)鐘綜合過程 225
6.3.3 時(shí)鐘優(yōu)化 229
6.4 時(shí)序分析及優(yōu)化 233
6.4.1 靜態(tài)時(shí)序分析概述 233
6.4.2 靜態(tài)時(shí)序分析方法 235
6.4.3 時(shí)序優(yōu)化目標(biāo) 238
6.4.4 時(shí)序優(yōu)化方法 241
6.5 本章小結(jié) 245
參考文獻(xiàn) 246
第7章 片上供電網(wǎng)絡(luò)仿真及優(yōu)化 248
7.1 概述 248
7.2 片上供電網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)分析 252
7.2.1 泊松求解算法 252
7.2.2 代數(shù)多重網(wǎng)格算法 257
7.3 片上供電網(wǎng)絡(luò)瞬態(tài)分析 266
7.3.1 瞬態(tài)仿真方法描述 267
7.3.2 全參數(shù)模型下的瞬態(tài)仿真算法 268
7.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 271
7.4 片上供電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法 273
7.4.1 基于隨機(jī)行走放置去耦合電容的供電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法 274
7.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 277
7.5 片上供電網(wǎng)絡(luò)無向量驗(yàn)證方法 278
7.5.1 基于多層次矩陣求逆的無向量驗(yàn)證 279
7.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 284
7.6 片上供電網(wǎng)絡(luò)電遷移優(yōu)化方法 287
7.6.1 電遷移可靠性 288
7.6.2 供電網(wǎng)絡(luò)局部性原理及電遷移自恢復(fù)效應(yīng) 290
7.6.3 基于瞬態(tài)電流和電容模型的優(yōu)化策略 292
7.6.4 基于瞬態(tài)電流模型的電遷移優(yōu)化算法 296
7.6.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 300
7.7 本章小結(jié) 302
參考文獻(xiàn) 303
第8章 3D集成電路設(shè)計(jì)方法 306
8.13 D集成電路設(shè)計(jì)綜述 306
8.23 D芯片熱分析及優(yōu)化 308
8.2.1 熱分析 308
8.2.23 D芯片熱驅(qū)動布圖規(guī)劃算法 312
8.2.3 實(shí)驗(yàn)分析 316
8.33 D芯片導(dǎo)熱TSV分析及優(yōu)化 316
8.3.1 熱通孔模型 317
8.3.2 單元級TSV規(guī)劃算法 318
8.3.3 模塊級TSV規(guī)劃算法 324
8.3.4 實(shí)驗(yàn)及分析 328
8.43 D芯片TSV容錯設(shè)計(jì) 331
8.4.1 問題背景 331
8.4.2 容錯TSV數(shù)目計(jì)算 333
8.4.3 基于整數(shù)線性規(guī)劃的自適應(yīng)容錯結(jié)構(gòu)生成 333
8.4.4 基于啟發(fā)式方法的自適應(yīng)容錯結(jié)構(gòu)生成方法 336
8.4.5 自適應(yīng)容錯TSV規(guī)劃流程 338
8.4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析 339
8.5 本章小結(jié) 344
參考文獻(xiàn) 344
第9章 集成電路硬件安全設(shè)計(jì)與檢測方法 347
9.1 硬件安全概述 347
9.1.1 旁路攻擊 347
9.1.2 硬件木馬 349
9.1.3 電路剽竊 350
9.2 防御旁路攻擊的設(shè)計(jì)方法 351
9.2.1 供電網(wǎng)絡(luò)對功耗信息泄露的影響 351
9.2.2 考慮供電網(wǎng)絡(luò)的功耗仿真及防御能力評估平臺 353
9.2.3 基于供電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的功耗分析攻擊防御算法 354
9.2.4 供電網(wǎng)絡(luò)對電磁信息泄露的影響 358
9.2.5 考慮供電網(wǎng)絡(luò)的電磁仿真及防御能力評估平臺 360
9.2.6 基于供電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的電磁分析攻擊防御算法 360
9.3 硬件木馬檢測的驗(yàn)證方法 362
9.3.1 斷言的自動生成 362
9.3.2 硬件木馬的靜態(tài)和動態(tài)分析特征 363
9.3.3 基于粗粒度控制流圖的安全斷言自動生成 364
9.3.4 基于寄存器傳輸級不變式的安全斷言自動生成 370
9.4 電路偽裝技術(shù) 374
9.4.1 基于可配置邏輯單元的電路偽裝技術(shù) 376
9.4.2 電路劃分攻擊 381
9.4.3 抵抗電路劃分攻擊 384
9.4.4 基于多路選擇器的電路偽裝技術(shù) 385
9.5 本章小結(jié) 388
參考文獻(xiàn) 389
第10章 總結(jié)與展望 391
10.1 總結(jié) 391
10.2 展望 393
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