В работе рассмотрены основные проблемы реализации подсистемы САПР сложно-функциональных блоков сверхбольших интегральных схем с мемристорами, предложен модифицированный маршрут проектирования, рассмотрены особенности формирования блоков с мемристорами. Принципиальное отличие СФ-блоков c мемристорами состоит в большом количестве связей между логическими элементами схемы, а также в наличии блоков управления мемристорами, влияющими на габариты размещаемых элементов таким образом, что использовать методику проектирования размещения на основе стандартных ячеек не представляется возможным. Для решения задачи размещения разногабаритных блоков с мемристорами предложен генетический алгоритм с кодированием перестановок, имеющий допустимую временную сложность. Разработана подсистема САПР, сочетающая в себе объектно-ориентированный программный интерфейс и аналитическую подсистему, позволяющую визуализировать данные и проводить оценку качества работы алгоритмов.
This paper describes the electronic design automation problems of very-large-scale integrated circuits IP cores (IP blocks) with memristors. IP cores with memristors features and capabilities are explored and the modified design flow is proposed. The principal difference between IP blocks with memristors is a large number of connections between the logical elements of the scheme, as well as in the presence of the memristors control units affecting the size of scheme elements. That elements are placed in such a way that usage of standard cells design methodology is not possible. We have explored the use of modified genetic algorithm with coding permutations to solve placement problem of varied-dimension element blocks, algorithm’s time complexity is O(n2). Developed design automation software combines object-oriented programming interface and analysis toolkit allowing to visualize the data and to estimate the quality of the algorithms.
1. Бакало М.А., Курейчик В.В. Модифицированный алгоритм размещения методом парных перестановок // Известия ТРТУ. Тематический выпуск «Интеллектуальные САПР». – 2007. – С. 77–84.
2. Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы: учебное пособие / под ред. В.М. Курейчика. – М.: Физматлит, 2004. – 400 с.
3. Биоинспирированные методы в оптимизации / Л.А. Гладков, В.В. Курейчик, В.М. Курейчик, П.В. Сороколетов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. – 384 с.
4. Иванова Е.Н. Системы проектирования. Тенденции мирового рынка САПР СБИС // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2006. – № 2.
5. Курейчик В.В., Сороколетов П.В. Концептуальная модель представления решений в генетических алгоритмах // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2008. –№ 9 (86). – С. 7–12.
6. Курейчик В.М., Лебедев Б.К., Лебедев О.Б. Решение задачи размещения на основе эволюционного моделирования // Известия РАН. Теория и системы управления. – 2007. – № 4. – С. 78–90.
7. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования / И.П. Норенков. – М.: Изд-во МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2006. – 448 с.
8. Adya S.N., Yildiz M., Markov I.L., Villarrubia P.G., Parakh P.N., Madden P.H. Benchmarking for large-scale placement and beyond. In Proceedings of the International Symposium on Physical Design. ACM, Monterey, 95–103. – 2003.
9. Chua L.O. Memristor – the missing circuit element // IEEE Transactions on circuit theory. – 1971. – Vol. 18. – № 5. – P. 507–519.
10. Jason Cong, Joseph R. Shinnerl, Min Xie, Tim Kong, Xin Yuan. Large-Scale Circuit Placement. ACM Transactions on Design Automation of Electronic Systems. April 2005. – Vol. 10. – № 2,.
11. Strukov D.B. Gregory S. Snider, Duncan R. Stewart, R. Stanley Williams. The missing memristor found // Nature. – 2008. – Vol. 453. – P. 80–83.