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随着集成电路规模的增加,集成电路的设计制造技术的进步,工艺技术已逐渐达到物理极限。3D集成电路是最有可能突破工艺瓶颈的解决方案之一。其采用三维晶片堆叠的方式来提高系统集成度,通过硅通孔(Through-Silicon-Via,TSV)来实现层间垂直互连,提高电路性能。但是,目前3D集成电路的设计流程没有统一标准,也没有成形的基准电路(benchmark)可以提供3D-IC进行布局布线等功能的测试研究。所以研究3D集成电路的benchmark成为了推动3D集成电路设计技术进步的关键。本文针对3D集成电路布局布线基准测试电路进行了研究。本文提出了一种2D集成电路转换为3D集成电路的方法,并用此方法生成了一套标准的3D基准测试电路。此外,提出了2D-3D的分层算法、跨层线网TSV生成插入的算法,用于2D-3D过程中将平面互连线网转换为TSV,使生成的3D基准测试电路符合实际3D电路的标准。本文实现了实际2D集成电路设计转换为3D基准测试电路的算法。可将任意2D物理设计转为3D基准测试电路。由于实际电路设计的线网不适合直接进行2D-3D转换,因此,提出了将2D集成电路先转换为2D bookshelf电路,再将2D bookshelf电路转换为3D bookshelf电路,使实际的2D集成电路设计转换为3D benchmark,实现3D基准的自定制。本文实现了将3D benchmark逆转换为实际3D集成电路设计。本文开发了对应的转换系统平台,可以把由2D集成电路设计转换生成的3D benchmark逆转换为实际的3D集成电路设计,此3D电路设计与2D布局布线工具兼容,可进行3D集成电路单层电路的布局布线。本文采用六种不同类型的集成电路设计进行了验证。得出TSV数、运行时间等数据,并对数据进行了验证与分析。结果显示,该转换方法针对不同类型的电路设计均可以顺利转换为对应的3D基准测试电路并可逆转换为实际3D设计。本文的研究不仅可以提供一套3D基准测试电路供测试使用,也可将2D实际电路设计转换为3D基准测试电路,且可逆转换为实际3D电路设计。此3D IC设计可以利用2D集成电路的物理设计工具进行实际的布局布线工作。所以,本文的整体研究对3D IC的设计发展有重大意义。