[科普中国]-布图规划

布图规划，是在集成电路设计中对于电路主要功能模块在试验性布局中的图形表示。

简介在电子设计自动化中，布图规划（英语：floorplan）是在集成电路设计（特别是其中的物理设计步骤）对于电路主要功能模块在试验性布局中的图形表示。它是物理设计后续过程，即精确布线的前提。

意义布图规划在芯片设计中占据着重要的地位，它的合理与否直接关系到芯片的时序收敛、布线通畅、电源稳定以及良品率。 所以在整个芯片设计中，从布图规划到完成布局一般需要占据整个物理实施 1/3 的时间。芯片设计中，在布图规划后需要进行电源设计，对于较小的芯片，它的过程是建立一些简单的电源网线，因此，电源设计常常被认为是布图规划所梢带的一部分工作1。

内容布图规划是芯片设计最初的步骤，如同建筑设计中的图纸设计，数据的完整性与准确性是进行布图规划的可靠保证。 布图规划与电源规划和布局三项任务通常是连续进行的，但在工程中往往是穿插反复进行 6 布图规划的主要内容包含了对芯片大小(die size)的规划、芯片设计输人输出 （ I/O)单元的规划、大量硬核或模块( hard core， block)的规划等。 在某些不规则的设计中，需要对布线通道进行一些特殊的设置，这些参数的设定也是布图规划中的组成部分。 在一些较为复杂的超大规模集成电路设计中，为了尽量减少时钟信号线的偏差、提高芯片的性能，在布局之前便需要对时钟网络进行规划，此时的时钟网络分布与普通的时钟树不同，它也是布图规划的重要组成部分是对芯片内部结构的完整规划与设计。布图规划的内容是对芯片内部结构的完整规划与设计1。

特点布图规划过程中软模块的引入，增加了规划问题的复杂性。在布图规划中，不仅要确定模块的位置和方向，还要确定软模块的形状和大小。此外，布图规划还是一个多目标优化问题，它的目标函数包括芯片面积的大小、模块之间互连线的长度、布通率和拥挤度等。布图规划是一个非常复杂的组合优化问题，它的一些子问题，如二维平面填充问题，已经证明是NP完全问题。随着规模的增大，规划问题的解空间将以指数增长。因此，采用随机优化算法无疑是解决这类问题的一个很好的选择2。

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学