數字電路后端設計流程

1.數據準備。對于CDN的Silicon Ensemble而言后端設計所需的數據主要有是Foundry廠提供的標準單元、宏單元和I/O Pad的庫文件,它包括物理庫、時序庫及網表庫,分別以.lef、.tlf和.v的形式給出。前端的芯片設計經過綜合后生成的門級網表,具有時序約束和時鐘定義的腳本文件和由此產生的.gcf約束文件以及定義電源Pad的DEF(Design Exchange Format)文件。(對synopsys的Astro而言, 經過綜合后生成的門級網表,時序約束文件SDC是一樣的,Pad的定義文件--tdf,.tf文件--technology file,Foundry廠提供的標準單元、宏單元和I/O Pad的庫文件 就與FRAM, CELL view, LM view形式給出(Milkway參考庫and? DB, LIB file)

2..布局規劃。主要是標準單元、I/O Pad和宏單元的布局。I/O Pad預先給出了位置,而宏單元則根據時序要求進行擺放,標準單元則是給出了一定的區域由工具自動擺放。布局規劃后,芯片的大小,Core的面積,Row的形式、電源及地線的Ring和Strip都確定下來了。如果必要 在自動放置標準單元和宏單元之后, 你可以先做一次PNA(power network analysis)--IR drop and EM .

3.? Placement -自動放置標準單元。布局規劃后,宏單元、I/O Pad的位置和放置標準單元的區域都已確定,這些信息SE(Silicon Ensemble)會通過DEF文件傳遞給PC(Physical Compiler),PC根據由綜合給出的.DB文件獲得網表和時序約束信息進行自動放置標準單元,同時進行時序檢查和單元放置優化。如果你用的是PC +? Astro那你可用write_milkway, read_milkway傳遞數據。

4.時鐘樹生成(CTS Clock tree synthesis)。芯片中的時鐘網絡要驅動電路中所有的時序單元,所以時鐘源端門單元帶載很多,其負載延時很大并且不平衡,需要插入緩沖器減小負載和平衡延時。時鐘網絡及其上的緩沖器構成了時鐘樹。一般要反復幾次才可以做出一個比較理想的時鐘樹。---Clock skew.

5.? STA靜態時序分析和后仿真。時鐘樹插入后,每個單元的位置都確定下來了,工具可以提出Global Route形式的連線寄生參數,此時對延時參數的提取就比較準確了。SE把.V和.SDF文件傳遞給PrimeTime做靜態時序分析。確認沒有時序違規后,將這來兩個文件傳遞給前端人員做后仿真。對Astro而言,在detail routing之后, 用starRC XT參數提取,生成的E.V和.SDF文件傳遞給PrimeTime做靜態時序分析,那將會更準。

6.? ECO(Engineering Change Order)。針對靜態時序分析和后仿真中出現的問題,對電路和單元布局進行小范圍的改動.

7.? Filler的插入(pad fliier, cell filler)。Filler指的是標準單元庫和I/O Pad庫中定義的與邏輯無關的填充物,用來填充標準單元和標準單元之間,I/O Pad和I/O Pad之間的間隙,它主要是把擴散層連接起來,滿足DRC規則和設計需要。

8.布線(Routing)。Global route-- Track assign --Detail routing--Routing optimization布線是指在滿足工藝規則和布線層數限制、線寬、線間距限制和各線網可靠絕緣的電性能約束的條件下,根據電路的連接關系將各單元和I/O Pad用互連線連接起來,這些是在時序驅動(Timing driven )的條件下進行的,保證關鍵時序路徑上的連線長度能夠最小。--Timing report clear

9.?Dummy Metal的增加。Foundry廠都有對金屬密度的規定,使其金屬密度不要低于一定的值,以防在芯片制造過程中的刻蝕階段對連線的金屬層過度刻蝕從而降低電路的性能。加入Dummy Metal是為了增加金屬的密度。

10.?DRC和LVS。DRC是對芯片版圖中的各層物理圖形進行設計規則檢查(spacing ,width),它也包括天線效應的檢查,以確保芯片正常流片。LVS主要是將版圖和電路網表進行比較,來保證流片出來的版圖電路和實際需要的電路一致。DRC和LVS的檢查--EDA工具Synopsy hercules/ mentor calibre/ CDN Dracula進行的.? Astro also include LVS/DRC check commands.

11.? Tape out。在所有檢查和驗證都正確無誤的情況下把最后的版圖GDSⅡ文件傳遞給Foundry廠進行掩膜制造。

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