Optimisation du placement des portes logiques d’un circuit
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Transcript of Optimisation du placement des portes logiques d’un circuit
• Introduction au VLSI• Introduction au problème du placement
• Proposition de solution :
raffinements successifs en 3 étapes
• Conclusion• Perspectives• Les raisons d’aller à Barcelone
Plan
Circuit logique
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.
VLSI
Minuscule circuit
Ça reste un tout petit circuit
Aujourd'hui plusieurs dizaines de millions de portes représentent un chiffre normal pour un microprocesseur
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
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).
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
VLSI
Introduction au problème du placement
Les composants du circuit
même hauteur
largeur différentes
Les nets relient un nombre arbitraire de composant.
Optimiser les distances c’est minimiser le temps de calcul.
Un problème qui a beaucoup de solutions mais qui reste ouvert.
Le problème du placement
Proposition de résolution
Idée : Ne pas chercher une solution immédiate
3 niveaux d’abstraction :
Niveau 1 : Les portes sont des points
Passage d’un hypergraphe à un graphe
Utilisation d’un algorithme de placement optimal existant
Modifier le résultat pour coller à nos objectifs
Abstraction – raffinements successifs
Idée : Ne pas chercher une solution immédiate
3 niveaux d’abstraction :
Niveau 1 : Les portes sont des points
Passage d’un hypergraphe à un graphe
Utilisation d’un algorithme de placement optimal existant
Modifier le résultat pour coller à nos objectifs
Niveau 2 : Les portes sont des cases carrées
Abstraction – raffinements successifs
Idée : Ne pas chercher une solution immédiate
3 niveaux d’abstraction :
Niveau 1 : Les portes sont des points
Passage d’un hypergraphe à un graphe
Utilisation d’un 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
Abstraction – raffinements successifs
Comment passer de l’hypergraphe d’entrée à un graphe ?
Etape 1 – Modélisation par un graphe
Etape 1 – Disparition des hypernoeuds
Etape 1 – Disparition des hypernoeuds
Etape 1 – Disparition des hypernoeuds
Etape 1 – Disparition des hypernoeuds
Etape 1 – Disparition des hypernoeuds
Etape 1 – Disparition des hypernoeuds
Quelques points sont fixés de sorte à former un cadre.
Les coordonnées des autres points seront données par l’algorithme de placement utilisé.
Problème : la solution optimale ne convient pas
Placement initial et amélioration
Quelques points sont fixés de sorte à former un cadre.
Les coordonnées des autres points seront données par l’algorithme de placement utilisé.
Problème : la solution optimale ne convient pas (trop concentrée)
Placement initial et amélioration
Quelques points sont fixés de sorte à former un cadre.
Les coordonnées des autres points seront données par l’algorithme de placement utilisé.
Problème : la solution optimale ne convient pas
Placement initial et amélioration
Notre travail :
Pondérer les arêtes et jouer avec les poids de façon à espacer le placement tout en conservant les positions relatives des points.
Sur un petit exemple
Itération 1
Itération 5
Itération 10
Solution initiale du placement
Itération 1
Itération 5
Itération 10
On considère une grille quadrillée.
Initialement :
On découpe en « tranche horizontale de points » le résultat obtenu précédemment. Une tranche contient autant de points qu’il y a de cases dans une ligne de la grille.
On remplit dans l’ordre d’apparition un point dans chaque case de la grille (on détache les points fusionnés)
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 qu’il y a de cases dans une ligne de la grille.
On remplit dans l’ordre d’apparition 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
Etape 2 – Cell Shifting
Intégration de la donnée de la largeur du composant.
Identification les cellules de la grille qui posent problème (superposition – espace perdu)
Rectification
Etape 3 - Légalisation
Conclusion
Objectifs du stage
Conclusion
Objectifs du stage
Compréhension de l’article de placement optimal
Conclusion
Objectifs du stage
Compréhension de l’article de placement optimal
Implémentation de l’article
Conclusion
Objectifs du stage
Compréhension de l’article de placement optimal
Implémentation de l’article
Proposition d’amélioration de la résolution pour coller à notre problème
Conclusion
Objectifs du stage
Compréhension de l’article de placement optimal
Implémentation de l’article
Proposition d’amélioration de la résolution pour coller à notre problème OK
Conclusion
Objectifs du stage
Compréhension de l’article de placement optimal
Implémentation de l’article
Proposition d’amélioration de la résolution pour coller à notre problème OK
Le travail en groupe
Conclusion
Objectifs du stage
Compréhension de l’article de placement optimal
Implémentation de l’article
Proposition d’amélioration 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 l’intérêt/les améliorations de notre travail.
Conclusion
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/
Perspectives
Les raisons d’aller à Barcelone
Jordi Cortadella
La fac
Il y a toujours de l’eau très fraiche
Il y a de supers livres :-D
Plafond du hall de la Casa Mila – Gaudi
Dans une maison du Parc Güell – Gaudi
Dans une maison du Parc Güell – Gaudi
Dans une maison du Parc Güell – Gaudi
La Sagrada Familia – Gaudi
Portail du pavellon Guell – Gaudi
La casa Balto – Gaudi
L’hôpital San Pau
L’hôpital San Pau
Fondation Miro
Fondation Miro
L’aquarium
Musée d’art contemporain
Réverbère Passeig de Gracia
Los Caracoles (restaurant)
Le Liceu (l’Opéra)
Et …
La plage !!!
Questions …