• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권1호
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• pp.46-52
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• 2014

This article presents key research needs in three-dimensional integrated circuit (3D IC) architectural floorplanning. Architectural floorplaning is done at a very early stage of 3D IC design process, where the goal is to quickly evaluate architectural designs described in register-transfer level (RTL) in terms of power, performance, and reliability. This evaluation is then fed back to architects for further improvement and/or modifications needed to meet the target constraints. We discuss the details of the following research needs in this article: block-level modeling, through-silicon-via (TSV) insertion and management, and chip/package co-evaluation. The goal of block-level modeling is to obtain physical, power, performance, and reliability information of architectural blocks. We then assemble the blocks into multiple tiers while connecting them using TSVs that are placed in between hard IPs and inside soft IPs. Once a full-stack 3D floorplanning is obtained, we evaluate it so that the feedback is provided back to architects.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.1098-1100
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• 2005

The floorplanning problem is an essential design step in VLSI layout design and it is how to place rectangular modules as density as possible. And then, as the DSM advances, the VLSI chip becomes more congested even though more metal layers are used for routing. Usually, a VLSI chip includes several buses. As design increases in complexity, bus routing becomes a heavy task. To ease bus routing and avoid unnecessary iterations in physical design, we need to consider bus planning in early floorplanning stage. In this paper, we propose a floorplanning method for topological constraint consisting of bus constraint and memory constraint. The proposed algorithms based on Genetic Algorithm(GA) is adopted a sequence pair. For selection control, new objective functions are introduced for topological constraint. Studies on floor planning and cell placement have been reported as being applications of GA to the LSI layout problem. However, no studies have ever seen the effect of applying GA in consideration of topological constraint. Experimental results show improvement of bus and memory constraint.

• ETRI Journal
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• 제36권4호
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• pp.635-642
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• 2014

Three-dimensional integrated circuits (3D ICs) implement heterogeneous systems in the same platform by stacking several planar chips vertically with through-silicon via (TSV) technology. 3D ICs have some advantages, including shorter interconnect lengths, higher integration density, and improved performance. Thermal-aware design would enhance the reliability and performance of the interconnects and devices. In this paper, we propose thermal-aware floorplanning with min-cut die partitioning for 3D ICs. The proposed min-cut die partition methodology minimizes the number of connections between partitions based on the min-cut theorem and minimizes the number of TSVs by considering a complementary set from the set of connections between two partitions when assigning the partitions to dies. Also, thermal-aware floorplanning methodology ensures a more even power distribution in the dies and reduces the peak temperature of the chip. The simulation results show that the proposed methodologies reduced the number of TSVs and the peak temperature effectively while also reducing the run-time.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제44권12호
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• pp.18-24
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• 2007

반도체 공정 기술의 발전으로 인한 개략 배선 지연시간의 증가는 고성능 시스템의 설계를 어렵게 하고 있다. 이 문제를 해결하기 위해 배선에 파이프라인 요소를 삽입하는 방법이 있으나 시스템의 타이밍을 변화시켜 시스템의 기능성을 보장할 수 없다. LIP(Latency Insensitive Protocol)는 임의의 파이프라인 요소의 삽입에 대해 기능성을 보장하지만 처리량이 저하된다. 처리량 저하를 줄이기 위해서는 평면계획 단계에서 처리량을 고려하여 블록을 배치하여야 한다. 이러한 평면계획을 가능하게 하기 위해서 새로운 처리량 계산 방법을 제안하고 평면계획의 비용함수에 적용하였다. 실험 결과, 기존의 휴리스틱 처리량 평가 방법을 적용한 평면계획에 비해 처리량이 평균 16.97% 향상되었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.197-202
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• 2012

As more and more cores are integrated on a single chip, power consumption has become an important problem in system-on-a-chip (SoC) design. Multiple supply voltage (MSV) design is one of popular solutions to reduce power consumption. We propose a new method that determines voltage level of cores before floorplanning stage. Besides, our algorithm includes a new approach to optimize wire length and the number of level shifters without any significant decrease of power saving. In simulation, we achieved 40-52% power saving and a considerable improvement in runtime, whereas an increase in wire length and area is less than 8%.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.1021-1024
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• 1998

Computer-aided design of VLSI circuits is usually carried out in three synthesis steps; high-level synthesis, logic synthesis and layout synthesis. Each synthesis step is further kroken into a few optimization problems. In this paper we study the area minimization problem in floorplanning(also known as the floorplan sizing problem). We propose the area minimization algorithms for general floorplans.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2008년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.35 No.1 (B)
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• pp.598-603
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• 2008

Sequence-Pair(SP)는 플로어플랜을 표현하는 모델 중 하나로써, 일반적으로 SP 모델을 사용하는 플로 어프래너 (floorplanner)는 Simulated-Annealing (SA) 알고리즙을 통해 해 탐색 과정을 수행한다. SP 모델을 이용한 다양한 논문에서 플로어플랜 성능 향상을 위해 평가함수의 개선과 스케줄링 기법 향상을 모색하였으며, 평가함수의 경우 O(nlogn) 시간 알고리즘이 존재한다. 본 논문에서는 SP 모델을 이용한 SA 기법에서 SA의 해 탐색 과정 중 초기 해 탐색 시점에서 좋은 해를 빠르게 찾을 수 있는 방법을 제안한다. 제안 기법은 기존의 SA 프레임펙을 수정한 2단계 SA 알고리즘으로써 SP에 대응하는 배치를 압축하고 압축한 배치를 역변환하는 과정으로 구성된다. 실험과 결과를 통해 제안기법의 효과를 보이며, 평균적으로 동일한 SA 환경 하에서 제안기법이 최종결과 면에서 우수함을 보인다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권3호
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• pp.186-192
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• 2014

Monolithic three-dimensional integrated chips (3D ICs) are an emerging technology that offers an integration density that is some orders of magnitude higher than the conventional through-silicon-via (TSV)-based 3D ICs. This is due to a sequential integration process that enables extremely small monolithic inter-tier vias (MIVs). For a monolithic 3D memory, we first explore the static random-access memory (SRAM) design. Next, for digital logic, we explore several design styles. The first is transistor-level, which is a design style unique to monolithic 3D ICs that are enabled by the ultra-high-density of MIVs. We also explore gate-level and block-level design styles, which are available for TSV-based 3D ICs. For each of these design styles, we present techniques to obtain the graphic database system (GDS) layouts, and perform a signoff-quality performance and power analysis. We also discuss various challenges facing monolithic 3D ICs, such as achieving 50% footprint reduction over two-dimensional (2D) ICs, routing congestion, power delivery network design, and thermal issues. Finally, we present design techniques to overcome these challenges.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권3호
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• pp.217-230
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• 2009

본 논문에서는 고정 블록이 포함된 회로를 대상으로 하는 새로운 CBL 기반 평면계획 방법을 제안한다. 기존의 CBL 기반의 고정블록 평면계획의 문제점을 파악하고 이를 개선하였다. 제안한 방법은 자유 블록 만으로 구성된 CBL에 고정블록을 삽입하여 윈래 CBL과 그 위상이 유사하고 패킹이 가능한 새로운 CBL을 만드는 방법으로 이를 시뮬레이티드 어닐링에 적용하여 평면계획을 수행한다. 실험결과는 우리가 제안한 평면계획 방법이 고정블록을 효과적이고 효율적으로 배치할 수 있음을 보여준다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권4호
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• pp.28-36
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• 2009

Sequence-Pair(SP) 모델은 모듈간의 위상 관계를 표현하는 방법으로써, 일반적으로 SP 모델에 기반한 플로어플래너(floorplanner)는 Simulated-Annealing(SA) 알고리즘을 통해 해를 탐색한다. 다양한 논문에서 SP와 SA 기반 배치 알고리즘의 성능 향상을 위해 SP의 평가 함수의 개선, SA의 스케줄링 기법 향상과 변형 함수의 개선 등을 모색하였다. 제안 기법은 기존의 SA 프레임웍을 수정한 2단계 SA 알고리즘으로써, 전 단계에선 SP로부터 구한 플로어플랜에 압축기법을 적용하여 모듈 사이에 존재하는 빈 공간을 가능한 최소화시켰다. 압축기법이 적용된 플로어플랜으로터 SP를 얻고, 이를 변환함으로써 해 공간을 탐색해 간다. 해가 기준 값에 수렴되었다고 판단되면 전 단계의 SA 기반 검색을 중단하고 압축기법을 사용하지 않은 기존의 SA 프레임웍을 이용하여 최적 해를 계속 탐색해 간다. MCNC 벤치마크 회로를 이용한 실험을 통해 제안 기법이 SA의 해 탐색 과정에 끼치는 효과를 보이며, 제안 기법을 통해 얻은 결과가 기존의 SA 기반 알고리즘으로 구한 결과보다 우수함을 보인다.