Optimisation du placement des portes logiques d’un circuit

Présentation au sujet: "Optimisation du placement des portes logiques d’un circuit"— Transcription de la présentation:

1 Optimisation du placement des portes logiques d’un circuit
Lisa Allali ENS Cachan

2 Plan Introduction au VLSI Introduction au problème du placement
Proposition de solution : raffinements successifs en 3 étapes Conclusion Perspectives Les raisons d’aller à Barcelone

3 Circuit logique

4 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.

5 Minuscule circuit

6 Ça reste un tout petit circuit

7 VLSI Aujourd'hui plusieurs dizaines de millions de portes représentent un chiffre normal pour un microprocesseur

8 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

9 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).

10 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

11 Introduction au problème du placement

12 Le 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.

13 Proposition de résolution

14 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

15 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

16 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

17 Etape 1 – Modélisation par un graphe
Comment passer de l’hypergraphe d’entrée à un graphe ?

18 Etape 1 – Disparition des hypernoeuds

19 Etape 1 – Disparition des hypernoeuds

20 Etape 1 – Disparition des hypernoeuds

21 Etape 1 – Disparition des hypernoeuds

22 Etape 1 – Disparition des hypernoeuds

23 Etape 1 – Disparition des hypernoeuds

24 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

25 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)

26 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 Notre travail : Pondérer les arêtes et jouer avec les poids de façon à espacer le placement tout en conservant les positions relatives des points.

27 Sur un petit exemple

28 Itération 1

29 Itération 5

30 Itération 10

31 Solution initiale du placement 

32 Itération 1 

33 Itération 5 

34 Itération 10

35 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 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)

36 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

37 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

38 Conclusion

39 Conclusion Objectifs du stage

40 Conclusion Objectifs du stage
Compréhension de l’article de placement optimal

41 Conclusion Objectifs du stage
Compréhension de l’article de placement optimal Implémentation de l’article

42 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

43 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

44 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

45 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.

46 Perspectives

47 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.

48 Les raisons d’aller à Barcelone

49 Jordi Cortadella

50 La fac

51 Il y a toujours de l’eau très fraiche

52 Il y a de supers livres :-D

53 Plafond du hall de la Casa Mila – Gaudi

54 Dans une maison du Parc Güell – Gaudi

55 Dans une maison du Parc Güell – Gaudi

56 Dans une maison du Parc Güell – Gaudi

57 La Sagrada Familia – Gaudi

58 Portail du pavellon Guell – Gaudi

59 La casa Balto – Gaudi

60 L’hôpital San Pau

61 L’hôpital San Pau

62 Fondation Miro

63 Fondation Miro

64 L’aquarium

65 Musée d’art contemporain

66 Réverbère Passeig de Gracia

67 Los Caracoles (restaurant)

68 Le Liceu (l’Opéra)

69 Et …

70 La plage !!!

71 Questions …