一種更實(shí)用的選項(xiàng)是被稱為偽單層布線的概念，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)被用來完成布線。這里我們假設(shè)邊界線(打點(diǎn)的灰線)和裸片邊界之間的區(qū)域用于輔助布線。偽單層布線方法規(guī)避了成本問題，而且降低了擁擠布線的難度。雖然前述工作集中于單層布線，但偽單層布線在小塊區(qū)域內(nèi)使用了兩層布線。

 

這種方法適用于重新布線層，因?yàn)镸9通常用于連接電源地和I/O焊盤，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。結(jié)果M9外圍區(qū)域的重要性就沒有中心區(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)重新布線層。電源地網(wǎng)放置在M_inner^L9。可布線的區(qū)域是M_outer^L10 ∪ M_inner^L10 ∪ M_outer^L9。

 

重新布線層布線的問題表現(xiàn)在連接凸點(diǎn)焊盤Bi和輸入/輸出焊盤Oi之間的網(wǎng)絡(luò)Ni。第一和第二個(gè)重新布線層分別是M9和M10，見圖5。我們根據(jù)邊界線將這個(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)焊盤到一個(gè)引腳的網(wǎng)絡(luò)布線。

第三步是確定使用哪根線。

第四步是完成從I/O焊盤到引腳的布線。圖6顯示了完成可移動(dòng)引腳分配流程的簡單例子。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層走線。

圖6：這個(gè)簡單例子解釋了布線流程

 

(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)描述了使用哪根線以及使用通道布線完成從I/O焊盤到引腳的布線。

(e)展示了重新映射進(jìn)原始版圖的布線結(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)更少走線的布線結(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。

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。

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)到引腳連接沒有任何交叉，引腳到焊盤的交叉數(shù)量最少。在使用凸點(diǎn)選擇算法后，再由通道布線算法完成從引腳到I/O焊盤的布線，并確定走線數(shù)量，分配走線資源。最后將布線結(jié)果重新映射到原始版圖，完成偽單層的重新布線層布線。

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。通過在Encounter Digital Implementation (EDI)中提交這些腳本就完成了物理布線。這個(gè)結(jié)果也可以用任何引腳至引腳布線器實(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。布線結(jié)果見圖6和圖7，同時(shí)總結(jié)在表I中，其中fcroute是在所定義的EDI中的倒裝芯片布線器，p2proute是點(diǎn)到點(diǎn)布線器。由于沒有簽署披露協(xié)議，因此只顯示了部分結(jié)果。

表I：布線結(jié)果小結(jié)。

 

 

本文介紹了在偽單層上完成重新布線層布線的一種方法，這種方法可以用于太過擁塞以至于人工布線都無法實(shí)現(xiàn)單層解決方案的場(chǎng)合。偽單層布線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)將重新布線層的布線問題轉(zhuǎn)變成為典型的通道布線問題。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的面積。