中国团队拿下EDA全球冠军,平均年龄24岁

PigSay 2021-11-09 阅读:147

在11月4日结束的EDA(电子设计自动化)领域的国际会议ICCAD 2021(计算机辅助设计国际会议)上,华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队获得了CAD Contest布局布线(Routing with Cell Movement Advanced)算法竞赛的第一名。团队成员还包括苏宙行博士、研究生罗灿辉、梁镜湖和谢振轩。

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。每届竞赛的赛题均来自Cadence、Synopsys、Mentor Graphics、Nvidia、IBM等全球著名EDA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、时序分析等。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,如加州大学伯克利分校、东京大学、台湾大学、香港中文大学、复旦大学等。

EDA是电子设计的基石产业,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。吕志鹏教授团队所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,该团队所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,今年是该团队首次参加ICCAD竞赛。

EDA作为我国“卡脖子”关键技术之一,难点主要在于算法,其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,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。

吕志鹏教授所在实验室自成立至今的40余年来,一直聚焦于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。