一种光电子芯片版图布线方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及光电子芯片自动化设计布线，具体涉及一种光电子芯片版图布线方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、现有光电子芯片版图自动化设计工具，对于参数化单元(parameterized cell，pcell)之间或者系统链路之间的端口链接，按照manhattan算法自动生成波导走线，即规划出横平竖直的最短路径。

2、目前许多商业cad供应商目前提供自动wg(waveguide，波导)路由工具，专注于连接一个端口到另一个端口的路由，固定波导长度和弯曲数量，同时绕过障碍物(例如其他参数化单元或芯片结构)。但是对于相位敏感的链路结构，比如集成相干接收机(icr)等，还需要精确控制不同链路中的连接波导长度、弯曲波导数量、还有产生交叉时能够自动化添加交叉波导(waveguide crossing)或其他单元，已有方法都无法实现自动化在路径交叉处添加单元。

3、上述工具针对自动添加交叉波导单元同时实现波导等长的问题，没有实现自动化设计，仍旧依靠手动的设计波导走线，产生交叉后手动的添加交叉波导单元。半手动半自动得实现波导布局布线，耗力、耗时且易出错，且最终实现的等长波导时全波导长度和整个模块占有面积不一定是最优解。

4、但针对相干光芯片版图的wg布局布线设计，需要考虑多个波导走线等长、交叉的问题——波导长度相等，弯曲波导数量相等(通常默认弯曲波导半径一致)，每条波导路径上的交叉波导单元一致，与此同时，还希望波导长度较小以减少对光功率的损耗(尽管在硅光中单位长度的损耗非常小)和对相位延迟的影响，保证每条路径上交叉波导单元一致以减少对光传输过程中光模式的影响。硅的高折射率和对比度对硅光子链路的尺寸施加了严格的要求，波导芯层宽度或厚度的纳米尺度变化会对光子链路的性能产生不可忽视的影响。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面提供一种光电子芯片版图布线方法，其可使生成的多条波导交叉波导器件数量相等、长度相等、弯曲数量相等，同时保证波导占用面积较小，波导总长度最短。

2、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种光电子芯片版图布线方法，该方法包括以下步骤：

4、将光电子芯片版图映射到二维坐标系，并将参数化单元pcell端口映射成点坐标，将需要布线的波导映射为链路线段；

5、初始化光电子芯片版图和链路，在每组pcell端口之间生成最短链路路径；

6、统计每条链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度，通过在链路中增加交叉波导器件符号、和/或添加控制点以增设弯曲数量和/或链路线段，使所有链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度一致，以完成链路路径规划；

7、将完成的链路路径规划映射为波导走线，将交叉波导器件符号映射为交叉波导器件。

8、一些实施例中，所述统计每条链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度，通过在链路中增加交叉波导器件符号、和/或添加控制点以增设弯曲数量和/或链路线段，使所有链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度一致，以完成链路路径规划，包括：

9、统计每条链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度，确定链路的交叉波导器件数量平衡值、弯曲数量平衡值以及链路长度平衡值；

10、增加交叉波导器件符号，使每条链路的交叉波导器件数量达到交叉波导器件数量平衡值；

11、通过在链路上添加控制点形成u型波导结构，以同时改变链路的弯曲数量和长度；

12、和/或，在链路的弯曲位置，添加控制点形成s型弯曲，以保持链路长度不变但改变链路的弯曲数量的方式，使得所有链路的弯曲数量和长度均达到弯曲数量平衡值和链路长度平衡值。

13、一些实施例中，所述链路的交叉波导器件数量平衡值为单条链路中拥有的最大交叉波导器件数量值；

14、所述链路的弯曲数量平衡值为单条链路中拥有的最大弯曲数量值加2；

15、所述链路长度平衡值为所有链路中最长链路的长度值。

16、一些实施例中，根据manhattan算法和round算法初始化光电子芯片版图和链路，在每组pcell端口之间生成manhattan最短链路路径。

17、一些实施例中，将添加的控制点设置在初始化后的链路路径附近。

18、本发明第二方面提供一种光电子芯片版图布线装置，其可使生成的多条波导交叉波导器件数量相等、长度相等、弯曲数量相等，同时保证波导占用面积较小，波导总长度最短。

19、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

20、一种光电子芯片版图布线装置，包括：

21、映射模块，其用于将光电子芯片版图映射到二维坐标系，并将参数化单元pcell端口映射成点坐标，将需要布线的波导映射为链路线段；

22、初始化模块，其用于初始化光电子芯片版图和链路，在每组pcell端口之间生成最短链路路径；

23、平衡模块，其用于统计每条链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度，通过在链路中增加交叉波导器件符号、和/或添加控制点以增设弯曲数量和/或链路线段，使所有链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度一致，以完成链路路径规划；

24、所述映射模块还用于将完成的链路路径规划映射为波导走线，将交叉波导器件符号映射为交叉波导器件。

25、一些实施例中，所述平衡模块统计每条链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度，通过在链路中增加交叉波导器件符号、和/或添加控制点以增设弯曲数量和/或链路线段，使所有链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度一致，包括：

26、统计每条链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度，确定链路的交叉波导器件数量平衡值、弯曲数量平衡值以及链路长度平衡值；

27、增加交叉波导器件符号，使每条链路的交叉波导器件数量达到交叉波导器件数量平衡值；

28、通过在链路上添加控制点形成u型波导结构，以同时改变链路的弯曲数量和长度；

29、和/或，在链路的弯曲位置，添加控制点形成s型弯曲，以保持链路长度不变但改变链路的弯曲数量的方式，使得所有链路的弯曲数量和长度均达到弯曲数量平衡值和链路长度平衡值。

30、一些实施例中，所述链路的交叉波导器件数量平衡值为单条链路中拥有的最大交叉波导器件数量值；

31、所述链路的弯曲数量平衡值为单条链路中拥有的最大弯曲数量值加2；

32、所述链路长度平衡值为所有链路中最长链路的长度值。

33、本发明第三方面提供一种设备，所述设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述任意一种光电子芯片版图布线方法的步骤。

34、本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中所述计算机程序被处理器执行时，实现上述任意一种光电子芯片版图布线方法的步骤。

35、与现有技术相比，本发明的优点在于：

36、本发明中的光电子芯片版图布线方法，其通过：将光电子芯片版图映射到二维坐标系，并将参数化单元pcell端口映射成点坐标，将需要布线的波导映射为链路线段；初始化光电子芯片版图和链路，在每组pcell端口之间生成最短链路路径；统计每条链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度，通过在链路中增加交叉波导器件符号、和/或添加控制点以增设弯曲数量和/或链路线段，使所有链路的交叉波导器件数量、弯曲数量和长度一致，以完成链路路径规划；将完成的链路路径规划映射为波导走线，将交叉波导器件符号映射为交叉波导器件。从而实现了对多条波导路由的长度平衡，弯曲数量平衡，交叉波导器件数量平衡，最终实现每条波导之间的长度误差小于预期值、弯曲波导数量、交叉波导数量一致。同时满足限制条件，布线过程中，允许波导产生交叉，考虑版图利用面积，避免浪费。