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并行空间自适应多重网格集成电路热分析方法

卢章疑  
【摘要】:随着集成电路集成度的提高及三维集成技术的发展,热分析已成为集成电路设计阶段的重要步骤之一。在集成电路设计迭代过程中需要大量调用热分析工具,因此在保证精度的前提下提升热分析的效率对于集成电路设计具有重要意义。随着多核CPU技术的发展,利用多核并行技术提高计算效率已经成为当前集成电路设计自动化领域的研究热点。针对集成电路设计阶段的重要步骤之一——热分析中的稳态分析问题,将多线程并行计算技术和目前最先进的空间自适应多重网格方法相结合,提出一种基于多核并行空间自适应多重网格的热分析方法。根据CPU的核数对芯片进行区域划分,然后根据划分情况构造适用于块Jacobi迭代的分块热导矩阵,每一个划分区域对应一个矩阵子块。对全局的稳态热分析问题采用块Jacobi迭代法,每一次块Jacobi迭代需要并行地计算每个子块方程组,每个子块方程组的计算采用空间自适应多重网格方法;用八叉森林数据结构记录每个子块的网格层次信息,为多重网格计算提供不同网格层次下的热导矩阵。实验结果表明,文中方法在保证稳态热分析精度的前提下,在32核CPU上可以达到近似线性的理想加速比,能够有效地应用于集成电路设计流程,提高热分析效率。


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