集成电路物理设计方法

 

简介

  • 展平式物理设计(自下而上): 标准逻辑单元 -> 模块 -> 芯片
  • 硅原型物理设计 : 通过快速布图布线,RC提取,更快预估时序收敛
  • 层次化物理设计(自上而下): 分隔模块 -> 独立展平设计 保证时序收敛 -> 组装

通过:

数据系统 优化引擎 分析引擎
PDK,自动化脚本 算法优化逻辑 分析时序,功耗,噪声(信号完整性)

物理设计流程

布局 place: 放置I/O,模块,标准单元

  • 准备工作
    • 布图规划 floorplan: 确定面积,预估延迟确保收敛,规划I/O与静电保护,规划模块/硬核
    • 电源规划 powerplan: 电源预算,网络设计,隔离
  • 布局
    • 展平式: 放置模块 -> 放置组成模块的标准单元
    • 层次化: 分配子模块 -> 布局子模块 -> 顶层组装

      扫描链重组: 按位置而非顺序重连扫描寄存器以减少走线长度

  • 评估
    • 拥塞
    • 时序
    • 供电

时钟树综合 CTS

  • 时钟树:
    • 生成: PLL/DLL/振荡环…
    • 传播: 延滞(latency) 偏差(skew) 不确定性(抖动jitter)
    • 到达: 很大的扇出fanout
  • 约束文件: 时钟定义,输入延迟,输出延迟
  • 平衡偏差,协调扇出,利用’有用偏差’以满足时序要求(迁就数据通路),添加buffer驱动负载

布线 route

  • 全局布线 global route: 根据标准单元与模块比例划分方块,’松散’布线
  • 详细布线 final route: 理解设计规则,优化线长
  • 布线修正 search&repair: 自动修正,渐进修正,局部修正

静态时序分析 STA

版图完成后提取RC,计算器件与互联延时,此时的STA是设计的最终结果