Optimisation du placement des portes logiques d

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• Optimisation du placement des portes logiques
  dun circuit

Lisa Allali ENS Cachan lisa.a_at_free.fr
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Plan

• Introduction au VLSI
• Introduction au problème du placement
• Proposition de solution
• raffinements successifs en 3 étapes
• Conclusion
• Perspectives
• Les raisons daller à Barcelone

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Circuit logique
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VLSI
L'intégration à très grande échelle (VLSI -
Very-Large-Scale Integration) est une technologie
de circuit intégré dont la densité d'intégration
permet de supporter plus de 100 000 composants
électroniques sur un même puce. Un
microprocesseur est un dispositif VLSI.
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Minuscule circuit
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Ça reste un tout petit circuit
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VLSI
Aujourd'hui plusieurs dizaines de millions de
portes représentent un chiffre normal pour un
microprocesseur
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VLSI
Aujourd'hui plusieurs dizaines de millions de
portes représentent un chiffre normal pour un
microprocesseur La loi de Moore tous les 18
mois de 1980 à 2015 le degré d'intégration des
microprocesseurs double les coûts de production
doublent
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VLSI
Aujourd'hui plusieurs dizaines de millions de
portes représentent un chiffre normal pour un
microprocesseur La loi de Moore tous les 18
mois de 1980 à 2015 le degré d'intégration des
microprocesseurs double les coûts de production
doublent Techniquement La finesse de la
gravure industrielle va atteindre bientôt 65 nm
(en ce moment 90).
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VLSI
Aujourd'hui plusieurs dizaines de millions de
portes représentent un chiffre normal pour un
microprocesseur La loi de Moore tous les 18
mois de 1980 à 2015 le degré d'intégration des
microprocesseurs double les coûts de production
doublent Techniquement La finesse de la
gravure industrielle va atteindre bientôt 65 nm
(en ce moment 90). Ralentissement
Difficulté de dissipation thermique Effets de
bruits parasites
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Introduction au problème du placement
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Le problème du placement
Les composants du circuit même hauteur largeur
différentes Les nets relient un nombre
arbitraire de composant. Optimiser les
distances cest minimiser le temps de calcul. Un
problème qui a beaucoup de solutions mais qui
reste ouvert.
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Proposition de résolution
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Abstraction raffinements successifs
Idée Ne pas chercher une solution immédiate 3
niveaux dabstraction Niveau 1 Les portes
sont des points Passage dun hypergraphe à un
graphe Utilisation dun algorithme
de placement optimal existant Modifier le
résultat pour coller à nos objectifs
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Abstraction raffinements successifs
Idée Ne pas chercher une solution immédiate 3
niveaux dabstraction Niveau 1 Les portes
sont des points Passage dun hypergraphe à un
graphe Utilisation dun algorithme
de placement optimal existant Modifier le
résultat pour coller à nos objectifs Niveau 2
Les portes sont des cases carrées
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Abstraction raffinements successifs
Idée Ne pas chercher une solution immédiate 3
niveaux dabstraction Niveau 1 Les portes
sont des points Passage dun hypergraphe à un
graphe Utilisation dun algorithme
de placement optimal existant Modifier le
résultat pour coller à nos objectifs Niveau 2
Les portes sont des cases carrées Niveau 3 Les
portes sont des rectangles réintroduction de la
donnée de largeur
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Etape 1 Modélisation par un graphe
Comment passer de lhypergraphe dentrée à un
graphe ?
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Etape 1 Disparition des hypernoeuds
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Etape 1 Disparition des hypernoeuds
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Etape 1 Disparition des hypernoeuds
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Etape 1 Disparition des hypernoeuds
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Etape 1 Disparition des hypernoeuds
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Etape 1 Disparition des hypernoeuds
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Placement initial et amélioration
Quelques points sont fixés de sorte à former un
cadre. Les coordonnées des autres points seront
données par lalgorithme de placement utilisé.
Problème la solution optimale ne convient pas

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Placement initial et amélioration
Quelques points sont fixés de sorte à former un
cadre. Les coordonnées des autres points seront
données par lalgorithme de placement utilisé.
Problème la solution optimale ne convient pas
(trop concentrée)
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Placement initial et amélioration
Quelques points sont fixés de sorte à former un
cadre. Les coordonnées des autres points seront
données par lalgorithme de placement utilisé.
Problème la solution optimale ne convient pas

Notre travail Pondérer les arêtes et jouer
avec les poids de façon à espacer le placement
tout en conservant les positions relatives des
points.
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Sur un petit exemple
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Itération 1
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Itération 5
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Itération 10
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Solution initiale du placement 
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Itération 1 
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Itération 5 
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Itération 10
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Etape 2 Cell Shifting
On considère une grille quadrillée. Initialement
On découpe en  tranche horizontale de
points  le résultat obtenu précédemment. Une
tranche contient autant de points quil y a de
cases dans une ligne de la grille. On remplit
dans lordre dapparition un point dans chaque
case de la grille (on détache les points
fusionnés)
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Etape 2 Cell Shifting
On considère une grille cadrillée. Initialement
On découpe en  tranche horizontale de
points  le résultat obtenu précédemment. Une
tranche contient autant de points quil y a de
cases dans une ligne de la grille. On remplit
dans lordre dapparition un point dans chaque
case de la grille (on détache les points
fusionnés) Amélioration du placement Pour
tous les noeuds, on calcule une position
optimale. Si la case est vide à cet endroit on y
mets le nœud Si la case est occupée par un autre
nœud, on échange les 2 nœuds si ça améliore la
solution
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Etape 3 - Légalisation
Intégration de la donnée de la largeur du
composant. Identification les cellules de la
grille qui posent problème (superposition
espace perdu) Rectification
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Conclusion
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Conclusion
Objectifs du stage
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Conclusion
Objectifs du stage Compréhension de larticle de
placement optimal
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Conclusion
Objectifs du stage Compréhension de larticle de
placement optimal Implémentation de larticle
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Conclusion
Objectifs du stage Compréhension de larticle de
placement optimal Implémentation de
larticle Proposition damélioration de la
résolution pour coller à notre problème
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Conclusion

• Objectifs du stage
• Compréhension de larticle de placement optimal
• Implémentation de larticle
• Proposition damélioration de la résolution pour
  coller à notre problème
• OK

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Conclusion

• Objectifs du stage
• Compréhension de larticle de placement optimal
• Implémentation de larticle
• Proposition damélioration de la résolution pour
  coller à notre problème
• OK
• Le travail en groupe

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Conclusion

• Objectifs du stage
• Compréhension de larticle de placement optimal
• Implémentation de larticle
• Proposition damélioration de la résolution pour
  coller à notre problème
• OK
• Le travail en groupe
• Les 3 étapes ont été réalisées indépendamment,
  reste à mettre les étapes bout à bout pour
  éprouver lintérêt/les améliorations de notre
  travail.

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Perspectives
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Perspectives
The International Symposium on Physical Design a
lieu tous les ans. Un concours y est ouvert pour
résoudre le problème que nous traitons. Si les
tests sont concluants, nous y présenterons notre
travail. http//www.ispd.cc/
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Les raisons daller à Barcelone
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Jordi Cortadella
50
La fac
51
Il y a toujours de leau très fraiche
52
Il y a de supers livres -D
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Plafond du hall de la Casa Mila Gaudi
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Dans une maison du Parc Güell Gaudi
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Dans une maison du Parc Güell Gaudi
56
Dans une maison du Parc Güell Gaudi
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La Sagrada Familia Gaudi
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Portail du pavellon Guell Gaudi
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La casa Balto Gaudi
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Lhôpital San Pau
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Lhôpital San Pau
62
Fondation Miro
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Fondation Miro
64
Laquarium
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Musée dart contemporain
66
Réverbère Passeig de Gracia
67
Los Caracoles (restaurant)
68
Le Liceu (lOpéra)
69
Et
70
La plage !!!
71
Questions