一颗芯片从无到有是如何实现的?

温戈
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静态时序分析的作用:

1. 确定芯片最高工作频率

通过时序分析可以控制工程的综合、映射、布局布线等环节,减少延迟,从而尽可能提高工作频率。

2. 检查时序约束是否满足

可以通过时序分析来查看目标模块是否满足约束,如不满足,可以定位到不满足约束的部分,并给出具体原因,进一步修改程序直至满足要求。

3. 分析时钟质量

时钟存在抖动、偏移、占空比失真等不可避免的缺陷。通过时序分析可以验证其对目标模块的影响。

4、覆盖率

覆盖率作为一种判断验证充分性的手段,已成为验证工作的主导。从目标上,可以把覆盖率分为两类:

代码覆盖率

作用:检查代码是否冗余,设计要点是否遍历完全。

检查对象:RTL代码

功能覆盖率

作用:检查功能是否遍历

检查对象:自定义的container

在设计完成时,要进行代码覆盖率充分性的sign-off, 对于覆盖率未达到100%的情况,要给出合理的解释,保证不影响芯片的工能。

5、ASIC综合

逻辑综合的结果就是把设计实现的RTL代码翻译成门级网表(netlist)的过程。

在做综合时要设定约束条件,如电路面积、时序要求等目标参数。

工具:synopsys的Design compiler, 综合后把网表交给后端。

至此,前端的设计工作就结束啦!

芯片后端设计

后端设计也就是从输入网表到输出GDSII文件的过程:主要分为以下六个步骤:

1. 逻辑综合

2. 形式验证

3. 物理实现

4. 时钟树综合-CTS

5. 寄生参数提取

6. 版图物理验证

1.逻辑综合

在前端最后一步已经讲过了,在此不做赘述。

2. 形式验证

1)验证芯片功能的一致性

2)不验证电路本身的正确性

3)每次电路改变后都需验证

形式验证的意义在于保障芯片设计的一致性,一般在逻辑综合,布局布线完成后必须做。

工具:synopsys Formality

3. 物理实现

物理实现可以分为三个部分:

布局规划 floor plan

布局 place

布线 route

1、布图规划floor plan

布图规划是整个后端流程中作重要的一步,但也是弹性最大的一步。因为没有标准的最佳方案,但又有很多细节需要考量。

布局布线的目标:优化芯片的面积,时序收敛,稳定,方便走线。

工具:IC compiler,Encounter

布图规划完成效果图:

2、布局

布局即摆放标准单元,I/O pad,宏单元来实现个电路逻辑。

布局目标:利用率越高越好,总线长越短越好,时序越快越好。

但利用率越高,布线就越困难;总线长越长,时序就越慢。因此要做到以上三个参数的最佳平衡。

布局完成效果图:

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