集成电路技术的发展已经进入了超深亚微米工艺的时代,微处理器系统结构也随之面临着巨大的挑战。由于系统结构的设计涉及多方面的设计因素,因此其设计问题的解空间随着系统的设计复杂度而急剧增加。作为布图设计的最初阶段,布图规划和模块布局的质量对于芯片的性能有着显著的影响。高效的布图规划和布局算法对布图设计的许多方面都是十分重要的。本文针对微处理器的布图规划优化问题,以优化系统性能和片上温度为主要目标,提出了完整的设计流程,取得了以下成果:·针对芯片温度这一重要因素,通过阅读、追踪大量文献,深入了解、研究当前国际国内的最新发展成果,对集成电路设计中热问题研究现状进行了综述,并结合实际对现代优化算法有了较深的领悟。·在Hotspot的基础上,提出了一个精简的互连时延周期估计模型,并结合互连时延周期对性能的影响,提出了同时优化性能和热效应的布局算法,得到的布局结构更加合理,芯片最高温度有明显的降低,系统性能得到了进一步改善。·针对多目标优化问题中各个分目标间的矛盾性,根据互连时延周期与互连时延的差异,提出了三种能进一步降低芯片最高温度的智能策略,并在此基础上提出了一个二阶段优化的布局算法框架,与第一阶段布局结果比较,最高温度能再降低4℃以上,而系统性能没有受到影响。本文的研究将布图规划算法应用到微处理器系统设计中,为微处理器体系结构设计提供了物理设计验证工具以及设计指导,在布图规划算法,布图规划设计以及面向微处理器性能优化的布图规划设计等方面都取得了一定的成果,为面向微处理器系统结构的物理设计开辟了崭新的研究领域。由于物理设计和微处理器体系结构设计内容广泛,优化问题多样性,还有很多值得研究和探讨的课题,能够结合集成电路工艺发展推动整个微处理器设计的发展。