[论文解读] DATC RDF: An Open Design Flow from Logic Synthesis to Detailed Routing

Jinwook Jung, Iris Hui-Ru Jiang+5 more|arXiv (Cornell University)|Oct 2, 2018

Manufacturing Process and Optimization参考文献 1被引用 6

一句话总结

本文提出 DATC RDF，一个从逻辑综合到详细布线的开源学术设计流程，整合了过往 EDA 竞赛中的点工具。该流程通过标准化接口支持跨阶段优化研究，兼容工业格式，并可利用容器化和 CI/CD 流水线在可扩展的云基础设施上进行部署。

ABSTRACT

In this paper, we present DATC Robust Design Flow (RDF) from logic synthesis to detailed routing. Our goals are 1) to provide an open-source academic design flow from logic synthesis to detailed routing based on existing contest results, 2) to construct a database for design benchmarks and point tool libraries, and 3) to interact with industrial designs by using industrial standard design input/output formats. We also demonstrate RDF in a scalable cloud infrastructure. Design methodology and cross-stage optimization research can be conducted via RDF.

研究动机与目标

• 建立一个基于经验证据竞赛工具的、从逻辑综合到详细布线的完整开源学术设计流程。
• 创建一个集中化的基准测试、标准单元库和点工具数据库，以支持可复现的研究。
• 支持工业标准输入/输出格式（Verilog、LEF/DEF、SDC），以确保与商业工具的互操作性。
• 通过容器化和云基础设施实现可扩展部署，以支持协作性、大规模的 EDA 研究。
• 通过统一且可扩展的框架，促进设计方法学与跨阶段优化研究。

提出的方法

• 使用转换脚本在数据交换中将过去竞赛中的公开 EDA 工具（如 ABC、NTUPlace3、NCTUdr）整合为一个连贯的流程。
• 支持多种工艺和标准单元库，包括 ISPD 2012/2013 和 ASAP 7nm，全面支持 LEF/DEF 和 Liberty 格式。
• 采用模块化设计流程，包含以下阶段：逻辑综合 → 全局/详细布局 → 时序分析 → 门尺寸优化 → 全局/详细布线。
• 开发了全局布线引导转换器，以对齐 ISPD 2008 全局布线输出与 ISPD 2018 详细布线输入格式。
• 通过容器化（Docker）和 CI/CD 流水线部署整个流程，以确保可复现性与云环境下的可扩展性。
• 利用基于 Kubernetes 的编排技术，实现水平扩展，并可在公共云平台（AWS、Azure、IBM Cloud）上实现无缝部署。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何从 VLSI 设计栈中分散的、经竞赛验证的点工具中，构建一个统一的开源 EDA 流程？
• RQ2 工业标准格式（Verilog、LEF/DEF、SDC）在学术 EDA 框架中可集成到何种程度，以确保其在真实场景中的相关性？
• RQ3 容器化和 CI/CD 流水线是否能够实现复杂 EDA 流程在云环境中的可扩展、可复现与协作化部署？
• RQ4 该流程在支持跨阶段优化研究（如时序驱动的布局与门尺寸优化）方面的有效性如何？
• RQ5 维护一个动态、可扩展的基准测试与工具数据库，对于长期 EDA 研究的可持续性是否可行？

主要发现

• DATC RDF 已成功将 20 多个来自主要 EDA 竞赛的点工具整合为一个统一、可互操作的流程，并实现了标准化的数据交换。
• 该框架支持两大主流工艺库：ISPD 2012/2013 和 ASAP 7nm，提供完整的物理与时序数据，确保综合与布线的准确性。
• 该流程在 TAU 2017 fft_ispd 基准测试上成功完成完整综合、布局与详细布线，使用 NCTUdr 工具实现。
• 布局结果表明，不同金属层的拥塞模式存在显著差异，ComPLx 基准运行中，金属-5 和金属-6 层的拥塞程度最高。
• 详细布线结果确认了布线成功完成，金属层以颜色编码（从绿色到橙色），验证了流程的功能正确性。
• 云原生、容器化的架构实现了低设置开销的可复现、可扩展与协作化 EDA 研究。