芯片設(shè)計也分前后端?芯片設(shè)計之后端設(shè)計那點事
芯片設(shè)計之后端設(shè)計
1. DFT
Design For Test,可測性設(shè)計。芯片內(nèi)部往往都自帶測試電路,DFT的目的就是在設(shè)計的時候就考慮將來的測試。DFT的常見方法就是,在設(shè)計中插入掃描鏈,將非掃描單元(如寄存器)變?yōu)閽呙鑶卧jP(guān)于DFT,有些書上有詳細(xì)介紹,對照圖片就好理解一點。
DFT工具Synopsys的DFT Compiler
2. 布局規(guī)劃(FloorPlan)
工具為Synopsys的Astro
3. CTS
Clock Tree Synthesis,時鐘樹綜合,簡單點說就是時鐘的布線。由于時鐘信號在數(shù)字芯片的全局指揮作用,它的分布應(yīng)該是對稱式的連到各個寄存器單元,從而使時鐘從同一個時鐘源到達(dá)各個寄存器時,時鐘延遲差異最小。這也是為什么時鐘信號需要單獨布線的原因。
CTS工具,Synopsys的Physical Compiler
4. 布線(Place & Route)
這里的布線就是普通信號布線了,包括各種標(biāo)準(zhǔn)單元(基本邏輯門電路)之間的走線。比如我們平常聽到的0.13um工藝,或者說90nm工藝,實際上就是這里金屬布線可以達(dá)到的最小寬度,從微觀上看就是MOS管的溝道長度。
工具Synopsys的Astro
5. 寄生參數(shù)提取
由于導(dǎo)線本身存在的電阻,相鄰導(dǎo)線之間的互感,耦合電容在芯片內(nèi)部會產(chǎn)生信號噪聲,串?dāng)_和反射。這些效應(yīng)會產(chǎn)生信號完整性問題,導(dǎo)致信號電壓波動和變化,如果嚴(yán)重就會導(dǎo)致信號失真錯誤。提取寄生參數(shù)進(jìn)行再次的分析驗證,分析信號完整性問題是非常重要的。
工具Synopsys的Star-RCXT
6. 版圖物理驗證
對完成布線的物理版圖進(jìn)行功能和時序上的驗證,驗證項目很多,如LVS(Layout Vs Schematic)驗證,簡單說,就是版圖與邏輯綜合后的門級電路圖的對比驗證;DRC(Design Rule Checking):設(shè)計規(guī)則檢查,檢查連線間距,連線寬度等是否滿足工藝要求, ERC(Electrical Rule Checking):電氣規(guī)則檢查,檢查短路和開路等電氣規(guī)則違例;等等。
工具為Synopsys的Hercules
實際的后端流程還包括電路功耗分析,以及隨著制造工藝不斷進(jìn)步產(chǎn)生的DFM(可制造性設(shè)計)問題,在此不做過多闡述,有興趣的朋友可自行百度。
物理版圖驗證完成也就是整個芯片設(shè)計階段完成,下面的就是芯片制造了。物理版圖以GDS II的文件格式交給芯片代工廠(稱為Foundry)在晶圓硅片上做出實際的電路,再進(jìn)行封裝和測試,就得到了我們實際看見的芯片。