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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 。
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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 。
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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 。
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