一種更實(shí)用的選項(xiàng)是被稱(chēng)為偽單層布線(xiàn)的概念，它要占用已有金屬層(如M9)上的一小塊區(qū)域。如果所占用的區(qū)域用于非性能關(guān)鍵功能，這種方法就具有可操作性，并且極具成本效益。

 

在圖4(d)中，M9的一些區(qū)域(粉色區(qū)域)被用來(lái)完成布線(xiàn)。這里我們假設(shè)邊界線(xiàn)(打點(diǎn)的灰線(xiàn))和裸片邊界之間的區(qū)域用于輔助布線(xiàn)。偽單層布線(xiàn)方法規(guī)避了成本問(wèn)題，而且降低了擁擠布線(xiàn)的難度。雖然前述工作集中于單層布線(xiàn)，但偽單層布線(xiàn)在小塊區(qū)域內(nèi)使用了兩層布線(xiàn)。

 

這種方法適用于重新布線(xiàn)層，因?yàn)镸9通常用于連接電源地和I/O焊盤(pán)，而且最重要的M9功能是將電源平均分配到內(nèi)核中的每個(gè)邏輯門(mén)。結(jié)果M9外圍區(qū)域的重要性就沒(méi)有中心區(qū)域高，使得信號(hào)網(wǎng)絡(luò)能夠與電源地網(wǎng)絡(luò)共享M9外圍區(qū)域。

圖5：分別位于第9層和第10層的第一和第二個(gè)重新布線(xiàn)層。電源地網(wǎng)放置在M_inner^L9?？刹季€(xiàn)的區(qū)域是M_outer^L10 ∪ M_inner^L10 ∪ M_outer^L9。

 

重新布線(xiàn)層布線(xiàn)的問(wèn)題表現(xiàn)在連接凸點(diǎn)焊盤(pán)Bi和輸入/輸出焊盤(pán)Oi之間的網(wǎng)絡(luò)Ni。第一和第二個(gè)重新布線(xiàn)層分別是M9和M10，見(jiàn)圖5。我們根據(jù)邊界線(xiàn)將這個(gè)區(qū)域命名為內(nèi)部/外部區(qū)域。整個(gè)重新布線(xiàn)層被劃分為4個(gè)區(qū)：M_inner^L9、M_outer^L9、M_inner^L10和M_outer^L10。

 

 

● 可布線(xiàn)區(qū)(偽單層)：M_outer^L10 ∪ M_inner^L10 ∪ M_outer^L9

● 外部區(qū)：M_outer^L10 ∪ M_outer^L9

● 內(nèi)部區(qū)：M_inner^L9 ∪ M_inner^L10

 

我們的偽單層布線(xiàn)算法共有4步：

第一步是區(qū)域性層分配、可移動(dòng)的引腳分配和版圖抽取。

第二步是完成從一個(gè)凸點(diǎn)焊盤(pán)到一個(gè)引腳的網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)。

第三步是確定使用哪根線(xiàn)。

第四步是完成從I/O焊盤(pán)到引腳的布線(xiàn)。圖6顯示了完成可移動(dòng)引腳分配流程的簡(jiǎn)單例子。第一步最重要。好的可移動(dòng)引腳分配能最大限度地減少重新布線(xiàn)層走線(xiàn)。

圖6：這個(gè)簡(jiǎn)單例子解釋了布線(xiàn)流程

 

(a)區(qū)域性層分配，可移動(dòng)引腳的分配以及版圖抽取。

步驟(b)和(d)描述了使用哪根線(xiàn)以及使用通道布線(xiàn)完成從I/O焊盤(pán)到引腳的布線(xiàn)。

(e)展示了重新映射進(jìn)原始版圖的布線(xiàn)結(jié)果。

圖7：可移動(dòng)引腳分配的兩個(gè)版本

(a)從單邊排序的可移動(dòng)引腳分配。

(b)使用凸點(diǎn)引腳選擇算法的可移動(dòng)引腳分配。凸點(diǎn)引腳選擇算法可以實(shí)現(xiàn)更少走線(xiàn)的布線(xiàn)結(jié)果。

 

圖7顯示了兩種可移動(dòng)引腳分配方法。第一個(gè)版本從同一邊完成每排凸點(diǎn)的可移動(dòng)引腳分配，因此引腳順序和凸點(diǎn)順序是相同的。這種方法可以快速完成可移動(dòng)引腳分配，但缺點(diǎn)是順序被凸點(diǎn)排固定了。如果凸點(diǎn)順序不理想，就會(huì)產(chǎn)生大量的走線(xiàn)。

第二個(gè)也是推薦的方法是引腳選擇算法，如圖8所示。

第一步產(chǎn)生所有可能的可移動(dòng)引腳順序，并在沒(méi)有任何交叉網(wǎng)絡(luò)的情況下完成從凸點(diǎn)到引腳的布線(xiàn)。

第二步是按照最少交叉數(shù)量的原則從第一步選擇可移動(dòng)引腳順序。凸點(diǎn)選擇算法確保凸點(diǎn)到引腳連接沒(méi)有任何交叉，引腳到焊盤(pán)的交叉數(shù)量最少。在使用凸點(diǎn)選擇算法后，再由通道布線(xiàn)算法完成從引腳到I/O焊盤(pán)的布線(xiàn)，并確定走線(xiàn)數(shù)量，分配走線(xiàn)資源。最后將布線(xiàn)結(jié)果重新映射到原始版圖，完成偽單層的重新布線(xiàn)層布線(xiàn)。

圖8：凸點(diǎn)選擇算法。

(a)產(chǎn)生可移動(dòng)的引腳順序。

(b)選擇可盡量減少可移動(dòng)引腳和I/O焊盤(pán)間交叉連接的引腳順序。

 

上述框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)在一個(gè)大規(guī)模的商業(yè)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)。首先，芯片被分為4個(gè)區(qū)：W、N、E和S。每個(gè)區(qū)包含100個(gè)以上的信號(hào)凸點(diǎn)。針對(duì)每個(gè)區(qū)，我們的布線(xiàn)器可以在不到5秒的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生結(jié)果并完成命令腳本的下載。通過(guò)在Encounter Digital Implementation (EDI)中提交這些腳本就完成了物理布線(xiàn)。這個(gè)結(jié)果也可以用任何引腳至引腳布線(xiàn)器實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗幸_位置都分配好了。設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)判斷所有結(jié)果都是好的。布線(xiàn)結(jié)果見(jiàn)圖6和圖7，同時(shí)總結(jié)在表I中，其中fcroute是在所定義的EDI中的倒裝芯片布線(xiàn)器，p2proute是點(diǎn)到點(diǎn)布線(xiàn)器。由于沒(méi)有簽署披露協(xié)議，因此只顯示了部分結(jié)果。

表I：布線(xiàn)結(jié)果小結(jié)。

 

 

本文介紹了在偽單層上完成重新布線(xiàn)層布線(xiàn)的一種方法，這種方法可以用于太過(guò)擁塞以至于人工布線(xiàn)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)單層解決方案的場(chǎng)合。偽單層布線(xiàn)方法提供了替代增加額外金屬層或增加裸片尺寸的可行方法。成功的關(guān)鍵是區(qū)域性層分配、可移動(dòng)的引腳分配和版圖抽取。這些技術(shù)將重新布線(xiàn)層的布線(xiàn)問(wèn)題轉(zhuǎn)變成為典型的通道布線(xiàn)問(wèn)題。利用這種方法可以做到百分之百的布通率，并且最大限度地減小了兩層布線(xiàn)的面積。