第二章我们详细的介绍了 VLSI 的布图规划，包括 VLSI 设计流程，系统设 计、逻辑设计、功能设计、电路设计、物理设计、设计验证、芯片制造和逻辑封 装，细致的阐述了它们的功能。还有最主要的物理设计流程，版图划分、布图规 划、布局、布线和压缩，揭示了各项所执行的功能。同时还提出了关于在布图规 划时成本函数的概念，还有带有惩罚项的成本函数，并提出了改进方案。

第三章详细的介绍了 VLSI 布图规划算法研究中的模拟退火算法，详细的描 述了模拟退火算法的来源、原理、步骤和相关参数的设定；还有 VLSI 布图规划 的表示方法，可二分划分结构和不可二划分结构，还介绍了 VLSI 布图规划中的 B*-tree 表示方法，还有基于 B*-tree 的表示方法算法。

第四章介绍了我对于模拟退火算法的改进方法，还有仿真的对比，得出结论。 第五章是对整篇论文的一个小结。总结了我在论文写作过程中的感受，包括

问题和解决办法，还有对超大规模集成电路未来的展望。

2 布图规划问题研究

布图规划是超大规模规模集成电路中的一部分。超大规模集成电路（VLSI）

[10]是一种将大量晶体管集合到一块芯片的集成电路，大于大规模集成电路的集成

度。从 1970 年代起，半导体技术越来越复杂，通信技术也在高速发展，同时集 成电路的研发也在跟随着时代的脚步不断发展。计算机里的控制核心微处理器就 是超大规模集成电路的最典型实例，超大规模集成电路的设计，一般是以电子设 计自动化的方式进行，已经成为计算机工程的重要分支之一。

2。1 VLSI 设计流程

在第一章中我们已经简述了集成电路设计的8个阶段[10] 包括系统设计、逻辑 设计、功能设计、电路设计、物理设计、设计验证、芯片制造和逻辑封装。在上 面我们已经提过版图设计至为关键，而且也是耗时最久的一个环节，它的完成不 仅要考虑到逻辑和电路功能的要求，还要考虑到制造工艺的约束条件，比如线宽 等。集成电路的设计流程要包括电路单元的摆置，芯片面积的大小，电路的元件 说明和网表示输入，输出是设计好的版图。流程图如2-1所示。

 VLSI 设计流程

系统设计主要包含以下 4 个方面:功能定义、工作量预估、系统阐述和外部 接口状况。每个方面完成不同的功能，并且相互协调，选择适当的设计技术方案， 需要注意的是，架构和算法的设计[11]是最为关键的一个环节。另外还需要考虑到 各个方面的影响因素，如设计模式、制造工艺的方法，还需注意的是控制系统的 操作、系统更新的速度和要求、处理数据的速度、系统数据的来源和流向、系统 所产生的功耗等。功能设计最主要的就是功能模块的划分以及各个模块之间它们 的功能联系，我们可以很好的利用这些关系将整个设计优化。

逻辑设计就是将我们需要它完成的各个子模块通过语言描述、框图表示的方 法表现出来，而且完成之后我们需要通过被不断测试里检验其逻辑功能的正确 性。在设计过程中，我们对逻辑结构重复测试、模拟来其正确性，使设计更加优 化的过程称为逻辑最小化。论文网

电路设计，简单来说就是用详细的电路图来表示，但其中要考虑到诸多因素， 首先要明确电路实现的功能，考虑到总的电路的功耗、速度和面积大小，更细微 之处是还要掌握各种元器件的性能。

物理设计也叫版图设计。它是完成功能设计后的一个流程，在这一步，经过 布局布线等具体过程后，一硬件语言等抽象形式表达的电路网表[11]会被转换成代 表电路的几何图形。在布图中，它的设计要与制造工艺的设计要求相符合。因为 布图过程非常繁琐，所以把它分成 5 个步骤进行。分别包括版图划分、布图规划、 布局、布线和压缩，各自执行不同的阶段，其中任何一项的缺失，都会导致物理 设计的失败，至为关键。