|
|
|
题名
|
作者
|
年代
|
出处
|
被引量
|
| 1 | 芯片功耗与工艺参数变化:下一代集成电路设计的两大挑战显示文摘目前Intel、AMD、IBM等国际著名厂商均将其集成电路生产工艺全面转入65nm制程,对于以高性能为目标的高端芯片设计,受到了来自成本、设计与测试复杂性等方面的诸多挑战.文中主要论述了其中两个重要而具体的挑战:高功耗和日益显著的工艺参数变化(process variation).首先分析了纳米工艺下芯片功耗的组成、高功耗的诸多危害和目前主要的低功耗设计方法;然后分析了工艺参数变化的组成,较大工艺参数变化对电路设计的影响以及电路性能分析、功耗分析和低功耗设计的统计式算法;最后结合笔者的研究工作,简单地对下一代集成电路设计的相关研究热点进行预测. | 骆祖莹 | 2007 | 计算机学报2007，30，7： | 17 |
| 2 | 电热分析研究的现状与展望显示文摘随着IC工艺进入纳米工艺时代,集成度与工作频率的增加,伴随性能提高的是不断增加的芯片功耗.高功耗的直接后果是产生了高供电电流和高功耗密度,而过大的供电电流降低了供电网络的供电电压;过大的功耗密度升高了内核温度,反过来又会增加电路时延,降低芯片的性能.所以在芯片设计中,必须对芯片功耗、供电网络、3D热分析进行快速而精确的电热分析;同时,漏电流功耗随工作温度升高而明显增加所造成的电热耦合效应,以及纳米工艺所带来的较大工艺参数变化,都提高了电热分析的难度.文中给出了电热参量(功耗、供电电压和内核温度)分析的重要性与研究现状,展望了纳米工艺下日益显著的工艺参数变化对电热分析所带来的挑战. | 骆祖莹 | 2009 | 计算机辅助设计与图形学学报2009，21，9： | 9 |
| 3 | Efficient statistical analysis method of power/ground (P/G) network显示文摘In this paper,we propose an incremental statistical analysis method with complexity reduction as a pre-process for on-chip power/ ground (P/G) networks. The new method exploits locality of P/G network analyses and aims at P/G networks with a large number of strongly connected subcircuits (called strong connects) such as trees and chains. The method consists of three steps. First it compresses P/ G circuits by removing strong connects. As a result,current variations (CVs) of nodes in strong connects are transferred to some remain-ing nodes. Then based on the locality of power grid voltage responses to its current inputs,it effciently calculates the correlative resistor (CR) matrix in a local way to directly compute the voltage variations by using small parts of the remaining circuit. Last it statistically recovers voltage variations of the suppressed nodes inside strong connects. This new method for statistically compressing and expanding strong connects in terms of current or voltage variations in a closed form is very effcient owning to its property of incremental analysis. Experimental results demonstrate that the method can effciently compute low-bounds of voltage variations for P/G networks and it has two or three orders of magnitudes speedup over the traditional Monte-Carlo-based simulation method,with only 2.0% accuracy loss. | Zuying Luo Sheldon X.D. Tan | 2008 | Progress in Natural Science:Materials International2008，18，2： | 5 |
| 4 | 电源线/地线网络开路电阻单故障分析方法显示文摘随着集成电路工艺进入纳米时代,供电电压波动严重影响电路性能.制造中通孔对位不准,及运行中铜导线电迁移现象,都会在电源线/地线网络(P/G网)中产生大量潜在的开路故障,并使供电电压发生明显波动.为了在测试中对大量的开路故障进行快速测试,迫切需要提高故障分析的算法效率.为此,首次提出了单故障连续过松弛算法(SD-SOR),对发生单开路电阻故障的P/G网节点电压分布进行快速分析.基于无故障P/G网节点电压分布,SD-SOR仅对开路电阻周围受故障影响比较大的少数节点进行松弛计算.与传统的全局SOR方法相比,SD-SOR具有如下3个优点:1)局部松弛.由于电路中只有一个电阻q发生开路故障,SD-SOR不是采用全局电路节点的顺序松弛方法,而是采用从故障q所连的节点不断向周围节点进行松弛的波状松弛方法,当某些节点的IR电压降变化小于一个极小的设定值时,这些节点就不再向外进行松弛计算.2)高效.与传统的全局SOR方法相比,SD-SOR不仅参与松弛的节点非常少,而且松弛次数也有明显减少.3)高精度.与传统的全局SOR方法相比,由于距离故障比较远,电路中绝大多数节点电压变化非常小,所以SD-SOR只需对距离故障比较近的节点进行松弛计算,就能够保持较高的分析精度.大量的实验数据表明:与预条件全局SOR求解方法相比,SD-SOR在保持较高精度(误差小于0.95%)的前提下,速度可以提高57倍. | 骆祖莹 张于彬 余先川 | 2009 | 计算机研究与发展2009，46，7： | 3 |
| 5 | 利于GPU计算具有线性并行度的P/G网SOR求解算法显示文摘近年来电子设计自动化(EDA)研究人员尝试利用图形处理器(graphic processing unit,GPU)提供的高性能计算能力对IC参数分析进行加速研究.为了利用GPU进行电源线/地线网络(power/ground network,P/G网)快速分析,设计了一种基于经典的连续过松弛(successive over-relaxation,SOR)算法的高效P/G网分析并行算法.基于GPU并行计算加速原理,此算法进行了如下改进:1)采用红-黑次序的松弛策略.将所有的节点分为红黑两类,红色节点的所有邻点只有黑色节点、黑色节点的所有邻点只有红色节点,红色节点与黑色节点交替松弛,保证了GPU并行计算中的数据一致性.对于具有N个节点的P/G网而言,一次红色节点或黑色节点松弛可以同时对N/2个节点进行松弛操作,即理论上可以同时启动N?2个并行线程.2)优化数据结构.实现了对数据空间的合并访问,以保证对GPU全局存储空间的最优访问.3)在共享存储器内通过并行归约对松弛标记进行快速统计,同时利用zero-copy技术进行松弛标记的快速拷贝,以快速决定是否继续松弛.大量的实验结果表明:与单线程的CPU程序相比,此算法的加速倍数随GPU所提供物理线程的数目增加而线性增加,可以获得最大242倍的加速效果,是目前EDA研究领域中加速效果最好的GPU算法. | 唐亮 骆祖莹 赵国兴 杨旭 | 2013 | 计算机研究与发展2013，50，7： | 3 |
| 6 | 非线性电路分析系统的设计及仿真研究显示文摘针对MATLAB在解析高阶非线性电路时存在的困难以及与当前主流电路系统分析软件的不兼容性,设计了基于MATLAB平台并兼容SPICE规范的电路分析系统。研究的主要内容有:使用离散化伴随模型降维方法得到非线性器件的直接与递归线性化仿真模型,用四象限法进行非线性电路的直流计算,对时域线性多步数值积分方法的初值、步长和断点进行了优化设计。结果表明:系统保证了电路的仿真精度,大大加快了仿真速度,且降低了对工作平台的要求,弥补了MATLAB平台在高阶非线性电路仿真方面的不足。 | 丁家峰 应海涛 | 2008 | 计算机仿真2008，25，12： | 1 |
| 7 | 考虑电压/温度变化的电热综合分析及其并行加速技术显示文摘受限于计算能力,在现有的电热分析研究中,无法考虑电压变化对电热分析的影响,从而降低了分析的精度.基于已有的研究成果,文中分析了芯片的功耗/电压/温度分布向量之间的相互关系,指出了在电热综合分析中考虑电压/温度变化的必要性,进而提出了一种迭代式的并行电热综合分析方法ETA_VT,该方法基于功耗与电压/温度之间的递归关系,进行迭代计算,最后将收敛后的功耗/电压/温度分布向量作为求解结果同时输出.基于多核CPU+众核GPU异构计算机系统所提供的并行计算资源,为了提高电热综合分析的运行效率,文中不仅设计了一个具有主辅双进程的ETA_VT算法流程,而且还分别采用CPU多线程并行计算、GPU并行计算、CPU+GPU协同并行计算技术对ETA_VT算法进行加速研究.实验数据表明:(1)考虑电压/温度变化的电热综合分析不仅可以获得较为精确的分析结果,而且可以同时计算出芯片的功耗/电压/温度分布;(2)采用并行计算技术、并合理分配计算资源,不仅可以解决电热综合分析中存在的功耗/电压/温度多参量相互影响的问题,而且还可以有效地提高电热综合分析的速度,获得多达44倍的加速效果.文中工作是将高性能计算引入电子设计自动化(EDA)算法研究的一次有益尝试,表明高性能计算技术不仅可以提高EDA算法的执行效率,而且可以促进芯片设计中存在的多参量相互影响综合分析问题的研究和解决. | 赵国兴 骆祖莹 黄琨 唐亮 | 2013 | 计算机学报2013，36，4： | 1 |
| 8 | Localized relaxation theory of circuits and its applications in electro-thermal analyses显示文摘In the high-performance IC design with increasing design complexity,it is a very important design content to efficiently analyze IC parameters.Thus,the electro-thermal (ET) analyses including power/ground (P/G) analysis and thermal analysis are hot topics in today's IC research.Since ET analysis equation has a sparse,positive definite and strictly diagonally dominant coefficient-matrix,we prove that the ET analysis has the advantage of locality.Owing to this advantage,localized relaxation method is formally proposed,which has the same accuracy as the global relaxation done with the constraint of the same truncation error limitation.Based on the localized relaxation theory,an efficient and practical localized successive over-relaxation algorithm (LSOR2) is introduced and applied to solve the following three ET analysis problems.(1) Single-node statistical voltage analysis for over-IR-drop nodes in P/G networks;(2) single-node statistical temperature analysis for hot spots in 3D thermal analysis;(3) fast single open-defect analysis for P/G networks.A large amount of experimental data demonstrates that compared with the global successive over-relaxation (SOR) algorithm,LSOR2 can speed up 1-2 orders of magnitudes with the same accuracy in ET analyses. | LUO ZuYing ZHAO GuoXing GORDON Joseph A. TAN Sheldon X.-D. | 2012 | Science China(Information Sciences)2012，55，4： | 1 |
| 9 | 电源线/地线网络高效统计分析方法显示文摘基于电源线/地线网络(P/G网)分析中的局域性,针对P/G网中大量存在的树状与链状强连接,提出了一种带预处理的增量式统计分析方法,包括三个步骤:(1)消除强连接,压缩电路规模,将被压缩节点的输入电流变化等效到剩余节点上.(2)基于P/G电路局域性,利用局部电路快速计算出相关电阻矩阵,直接根据电流变化计算出节点电压变化,从而对剩余电路进行快速统计分析.(3)展开强连接,计算出强连接中的节点电压变化.在理论上提出了强连接电路的统计式压缩与展开方法,这种方法具有高效和增量分析两大优点,大量的实验数据表明:与模拟方法相比,这种方法可以快速计算出P/G网节点电压变化的下界,在保证2%精度的前提下,速度可以提高2—3个数量级. | 骆祖莹 | 2007 | 自然科学进展2007，17，9： | 1 |
| 10 | ECO布局中的电源线/地线网络局部SOR分析方法显示文摘供电电压直接决定芯片性能,在IC设计的各个阶段考虑供电电压约束具有重要的意义.受制于电源线/地线(P/G)网络分析的高复杂性,尽管供电电压已成为布图规划设计中的一个设计约束,但目前在布局设计中还未考虑供电电压约束.有别于ICCG,SOR等经典的全局分析算法,提出了一种局部的连续过松弛方法(SORPECO),并在ECO布局过程中对P/G网电压约束进行高效的分析.基于前一个布局的P/G网电压分布,针对ECO试探布局中某些轻微设计变动,SORPECO只需对这些设计变动的局部变化周边区域进行松弛,以更新P/G网电压分布.受益于P/G网络分析的局部性,SORPECO拥有局部、高效和高精度等优点.实验结果表明,与通常用于布图规划的传统高效的ICCG算法相比,SORPECO不仅精度损耗几乎可以忽略(最大误差<0.062%),而且可以加速2个数量级. | 骆祖莹 赵国兴 周金和 | 2010 | 计算机辅助设计与图形学学报2010，22，6： | 1 |
| 11 | 局部松弛电路理论及其在电热分析中的应用显示文摘在复杂度日益增高的高性能集成电路设计中,高效的性能分析是一项重要的设计内容,其中由电源线/地线网络(P/G)分析与芯片热分析构成的电热分析则是目前研究的热点问题.针对电热分析方程所具有的大规模稀疏(电导或热导)系数矩阵,根据该系数矩阵所具有的对称正定严格对角占优等特性,本文从理论上证明了电热分析具有局部性,在相同的截断误差限松弛结束条件下,局部松弛和全局松弛具有相同的松弛精度.基于局部松弛理论,本文提出了一个高效实用的局部过松弛(SOR)算法(LSOR2),并在文章最后将其用于如下的3个具体的电热分析问题研究:(1)P/G网中的过压降点电压变化统计分析;(2)3D热分析中的过热点温度变化统计分析;(3)单开路故障下的P/G网快速分析.实验数据表明:与全局SOR算法相比,在保证精度的前提下,LSOR2算法可以将电热分析的求解速度提高1-2个数量级. | 骆祖莹 赵国兴 | 2011 | 中国科学:信息科学2011，41，10： | 0 |
| 12 | 电源线/地线网络单点SOR统计分析方法显示文摘随着集成电路工艺进入纳米工艺时代,VLSI规模在增大的同时,还伴随着显著的工艺参数变化,使得电源线/地线网络(P/G网)分析从确定式分析算法转变为统计式分析算法,迫切需要能够降低算法复杂度的局部分析算法.为了计算设计者感兴趣的P/G网少数IR电压降比较大的问题节点电压变化,必须分别计算出这些点的相关电阻向量,本文提出了一种单点SOR(Successive Over Relaxation:连续过松弛-超级松弛)的统计分析方法(SN-SOR).与传统的全局SOR方法相比,SN-SOR方法有如下三个优点:(1)局部松弛.由于计算一个问题节点q的相关电阻向量,必须仅在q点加一个激励,所以SN-SOR方法不是采用全局电路节点的顺序松弛方法,而是采用从q点不断向周围节点进行松弛的波状松弛方法,当某些节点的IR电压降小于一个极小的设定值时(即相关电阻足够小),这些节点就不再向外进行松弛计算,因此SN-SOR方法具有局部松弛的特性.(2)高效.与传统的全局SOR方法相比,SN-SOR方法不仅松弛点非常少,而且松弛次数也有所减少.(3)低空间复杂度.当计算出q点相关电阻向量后,SN-SOR方法不是将所有相关电阻都存起来,而是只将强相关电阻存起来,对于大多数的弱相关电阻,仅将少数代表节点上的弱相关电阻存起来,所以本文方法的空间复杂度比较低.大量的实验数据表明,与全局SOR求解方法相比,SN-SOR方法在保持较高精度(误差小于0.38%)的前提下,速度可以提高20倍. | 骆祖莹 潘月斗 余先川 | 2007 | 电子学报2007，35，11： | 0 |
| 13 | 基于电路压缩的单开路故障快速分析算法显示文摘基于多网格和等效电路这两种电路压缩方法,提出了一种电源线/地线(P/G)网络单故障高效分析算法,以有效地提高P/G网单开路电阻故障的测试效率。该算法包括3个算法步骤:先采用多网格方法和等效电路方法对电路进行大幅度地压缩,此过程具有快速与高精度的优点,再采用连续过松弛(SOR)求解算法求解剩余电路的电压分布,最后根据已知电压节点快速而精确地返算出被压缩节点的电压。实验数据表明:该算法具有精度高、算法复杂性低、应用范围广等优点。与通用的不完全乔勒斯基分解共轭梯度(ICCG)求解算法相比,该算法在保持较高精度(误差小于0.0276%)的前提下,速度可以提高106倍,同时还可以求解ICCG算法无法处理的测例。 | 骆祖莹 张昌明 邢霄雄 甯青松 吴文川 | 2009 | 高技术通讯2009，19，11： | 0 |
您所在的机构暂未开通此部分的功能，请联系管理员