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一個芯片是如何被設計出來的 寄存器傳輸級( 三 )



DFT工具:Synopsys的DFT Compiler

2、布局規劃(FloorPlan)

布局規劃就是放置芯片的宏單元模塊,在總體上確定各種功能電路的擺放位置,如IP模塊,RAM,I/O引腳等等 。布局規劃能直接影響芯片最終的面積 。

【一個芯片是如何被設計出來的 寄存器傳輸級】工具為Synopsys的Astro 。

3、時鐘樹綜合——CTS

Clock Tree Synthesis,時鐘樹綜合,簡單點說就是時鐘的布線 。

由于時鐘信號在數字芯片的全局指揮作用,它的分布應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 Physical Compiler 。

4、布線(Place & Route)

這里的布線就是普通信號布線了,包括各種標準單元(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、寄生參數提取

由于導線本身存在的電阻,相鄰導線之間的互感,耦合電容在芯片內部會產生信號噪聲,串擾和反射 。這些效應會產生信號完整性問題,導致信號電壓波動和變化,如果嚴重就會導致信號失真錯誤 。提取寄生參數進行再次的分析驗證,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):設計規則檢查,檢查連線間距,連線寬度等是否滿足工藝要求;
ERC(Electrical Rule Checking):電氣規則檢查,檢查短路和開路等電氣規則違例;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步產生的DFM(可制造性設計)問題,在此不說了 。物理版圖驗證完成也就是整個芯片設計階段完成,下面的就是芯片制造了 。

物理版圖以GDSII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,再進行封裝和測試,就得到了我們實際看見的芯片 。



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