在11月4日结束的EDA（电子设计自动化）领域的顶级会议ICCAD 2021（计算机辅助设计国际会议）上，我院吕志鹏教授指导的团队参加CAD Contest布局布线（Routing with Cell Movement Advanced）算法竞赛并获得第一名。团队学生成员包括研究生罗灿辉、梁镜湖和谢振轩，共同参与指导的老师有苏宙行博士。
EDA作为一切芯片设计活动的起点，也被誉为“芯片之母”。本届竞赛的布局布线问题作为EDA芯片后端物理设计中最重要的环节，直接影响芯片的功耗、面积、时延等各项性能指标。其中，布局过程需将一系列电路单元放置于给定的长方体空间中；而布线过程则需将属于同一个网的单元引脚用导线连接起来。参赛算法需要在考虑空间容量、电压区、最小布线层、金属层布线方向等众多真实约束的情况下，确定每个单元在芯片内的位置，并同时为每个网规划无短路、无断路的信号传输路径，使得导线的加权总长度最短。
吕志鹏教授团队设计的启发式优化算法，在冗余导线检测、布线环路消除、并行化邻域评估加速、布局调整最优移动区域识别等多项关键技术上实现了突破。根据ICCAD 2021会议公布的竞赛结果，该团队设计的算法在所有测试算例上均达到了竞赛中的最优结果。据悉，这是吕志鹏教授团队首次参加该项大赛。本届CAD Contest算法竞赛共有来自12个国家/地区的137支队伍参与，包括众多国内外知名高校与研究机构，如加州伯克利分校、东京大学、台湾国立清华大学、台湾大学、香港中文大学、复旦大学等。
ICCAD会议始于1980年，是EDA领域历史最悠久的顶级学术会议之一，其中CAD Contest算法竞赛作为会议的标志性事件，长期以来受到国际学术界与工业界的广泛关注。每届CAD Contest算法竞赛的赛题均来自Cadence、Synopsys、Mentor Graphics、Nvidia、IBM等全球著名EDA公司或半导体公司的真实业务场景，涵盖集成电路设计、制造与测试等环节中的核心算法难题，如逻辑综合、布局布线、等价验证、时序分析与优化等。
EDA作为我国卡脖子关键技术之一，其本质是软件，难点在于算法，核心问题在算法上通常具有极高的计算复杂度，即为NP难问题。本次竞赛的布局布线问题，涉及了图着色、集合划分、二次指派、广义指派、斯坦纳树、斯坦纳森林等众多经典的NP难问题的变形与组合，是计算复杂性理论研究与实际工业应用相结合的典型场景。吕志鹏教授团队长期聚焦于NP难问题的求解算法与工业应用研究，曾多次获得国际算法竞赛全球前三名，如：2021年GECCO“最优相机布局与集合覆盖”国际算法竞赛第一名、2021年ISPD“晶圆级物理建模”切分布局布线国际算法竞赛第三名、2020年GECCO“最优相机布局与集合覆盖”国际算法竞赛三项第一名、2018年SAT国际算法竞赛第三名、2017年SAT国际算法竞赛第一名、2016年ROADEF/EURO“液化气库存路由”国际算法挑战赛第三名、2010年国际护士排班算法竞赛第三名、2008年国际大学排课表算法竞赛第二名等。
来源：计算机学院新闻中心
作者：赵娜
