PALADIN / TESTPROG

Глава 4.

Программная реализация алгоритма

и результаты тестирования.

4.1. Общее описание программы.

Программа, реализующая алгоритм, описанный в предыдущей главе, составлена на языке программирования Borland C++ 3.1 для операционной системы MS-DOS компьютеров класса IBM PC. Определение основных классов и функций, реализующих алгоритм, приведены в приложении.

При помощи класса Topology создается описание топологии. Как указывалось, топология слоя металлизации представлена горизонтальными и вертикальными проводниками. Описание обоих типов проводников реализуется классом Ribbon. В классе Topology предусмотрены функции-элементы AddGorizRibbon для добавления в топологию проводников горизонтального типа и AddVertRibbon для вертикального типа. Классом автоматически определяется границы топологии, в пределах которых надлежит осуществить коррекцию.

Коррекция производится вызовом функции-элемента Correct класса Topology. Функция определяет тип ориентации слоя и вызывает соответствующие функции для коррекции: FillVert для заполнения топологии вертикальными лжепроводниками, или FillGoriz для заполнения горизонтальными.

В листинге программы комментариями отмечены основные шаги алгоритма. Поиск пустых прямоугольных областей топологии проводится при помощи «сканирующего окна» (рис.1). Размер окна составляет (W+2m) по вертикали и горизонтали. Вспомогательные функции IsPlaced и IsEmpty служат для проверки на отсутствие проводников в заданной прямоугольной области, в частности, в области размером «сканирующего окна». Если в топологии обнаруживается пустая область такого размера, то текущие координаты сканирования фиксируются как верхний левый угол пустой прямоугольной области; далее определяется ширина и высота этой области. С помощью полученных данных рассчитывается число лжепроводников, способных разместится в этой области, и расстояние между ними для равномерного заполнения области.

Процесс поиска пустых областей с последующим их заполнением лжепроводниками повторяется до тех пор, пока будет не просканирована вся область топологии.

2. Тестовые примеры.

Ниже приведены несколько примеров фрагментов топологии и результаты работы программы с этими фрагментами. Фрагменты реальной топологии являются достаточно объемными, поэтому в пояснительной записке приведено ограниченное число этих фрагментов. Первые два небольших примера являются абстрактной топологией (рис.1 и рис.2). Следующие три фрагмента представляют собой реальные чертежи топологии, в частности, фрагмент 3 относится к топологии АЛУ. Фрагменты 4 и 5 представляют из себя два разных слоя металлизации одного топологического проекта.

Число проводников в топологии:

вертикальных: 4; горизонтальных: 6;

добавлено:

вертикальных: 0; горизонтальных: 24;

время работы: 0.33 сек.

Рис.1. Фрагмент 1

Число проводников в топологии:

вертикальных: 11; горизонтальных: 9;

добавлено:

вертикальных: 90; горизонтальных: 2;

время работы: 1.98 сек.

Рис.2. Фрагмент 2

Число проводников в топологии:

вертикальных: 23; горизонтальных: 10;

добавлено:

вертикальных: 69; горизонтальных: 1;

время работы: 1.37 сек.

Рис.3. Фрагмент 3

Рис.4. Фрагмент 4 до коррекции.

Рис.5. Фрагмент 4 после коррекции.

Рис.6. Фрагмент 5 до коррекции.

Рис.7. Фрагмент 5 после коррекции.

Ниже приведена таблица результатов программы. Сюда включены тесты, не внесенные в пояснительную записку:

Фрагмент	Число проводников в топологии	Число добавленных лжепроводников	Время работы, сек.	Площадь, l2
1	4 6	0 24	0.27	6710
2	11 9	90 2	0.52	17724
3	23 10	69 1	1.01	18146
-	71 28	108 25	5.42	30800
-	38 47	17 182	5.51	37180
4	84 24	85 26	7.30	63027
-	34 86	26 98	9.78	66150
5	78 92	110 53	14.39	86100

В колонке 1 указывается номер фрагмента, включенного в данный раздел пояснительной записки. В колонках 2 и 3 первая цифра относится к проводникам вертикальной ориентации, вторая цифра - к проводникам горизонтальной ориентации.

Тестирование программы проводилось на ЭВМ класса IBM PC с микропроцессором Pentium-120МГц.

3. Временная оценка работы программы.

Проведем временную оценку работы программы. Как видно из листинга программы, время работы функций IsPlaced и IsEmpty пропорционально количеству проводников в топологии (это количество является суммой количества «рабочих» проводников и лжепроводников). Число вызовов этих функций пропорционально зависит от площади топологии (так как процедура последовательно просматривает всю топологию, ее каждую координату). В конце заполнения всей топологии лжепроводниками в соответствии с типом слоя топология вновь полностью просматривается для заполнения оставшихся пустот лжепроводниками другого типа. Если приближенно считать, что при первом сканировании время работы функций IsPlaced и IsEmpty зависит от числа начальных проводников в топологии, а при втором - от суммарного числа начальных проводников и добавленных лжепроводников, то полное время работы по коррекции всей топологии приблизительно пропорционально:

t _~ S_{t *} (N₀ + N_k),

где S_t - площадь топологии; N₀ - число проводников в топологии до коррекции; N_k - число проводников в топологии после коррекции; t - время коррекции. На основании таблицы в предыдущем разделе составим исходные данные:

#	N0	Nk	St*(N0+Nk) x105 l2	t
1	10	34	3	0.27
2	20	112	23	0.52
3	33	103	25	1.01
4	99	232	102	5.42
5	85	284	137	5.51
6	108	219	206	7.30
7	120	244	241	9.78
8	170	333	433	14.39

Рис. 8. Аппроксимация временной зависимости.

График временной зависимости показан на рис.8.