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【ASIC设计】ASIC设计流程

项目策划 形成项目任务书(项目进度、周期管理等)。 流程:【市场需求-研究-可行性研究-论证-决策-任务书】。 系统描述和行为描述 确定设计对象和目标,进一步明确芯片功能、内外性能要求、参数指标,论证各种可行方案,选择最佳方式、加工厂家和工艺水平。从芯片设计到逻辑和布局,系统描述是第一步。在设计付诸实践之前,对数字电路的功能、端口和整体结构进行了抽象描述。然后根据系统描述分析电路设计的功能、性能、服从标准等先进问题 RTL描述 首先,设计师需要制定要设计的数字电路的工作流程或结构框图,然后将整个任务分为几个模块,分为模块建模HDL结构设计语言。 工具:UltraEdit,vi 代码调试 代码调试和语法检查设计输入的文件。 工具: Debussy。 前仿真 功能仿真. 工具: Mentor公司的ModelSim、Synopsys公司的VCS和VSS、Aldec公司的Active、Cadense公司的NCsim. 逻辑综合 逻辑综合是将逻辑级行为描述转换为逻辑级结构描述,即逻辑门级网表。逻辑级行为描述可以是状态转移图、有限状态机、布尔方程、真值表或硬件描述语言。逻辑综合过程还包括一些优化步骤,如资源共享、连接优化和时钟分配。优化目标是面积最小、速度最快、功耗最低或折衷。 工具: 有Mentor公司的LeonardoSpectrum、Synopsys公司的DC、Synplicity公司的Synplify。 前端结束 ________________________________________ 数据准备。对于 CDN 的 Silicon Ensemble而言后端设计所需的数据主要有是Foundry工厂提供的标准单位、宏单位和I/O Pad库文件包括物理库、时序库和网表库.lef、.tlf和.v给出形式。前端芯片设计生成的门级网表具有时间限制和时钟定义的脚本文件.gcf约束文件和定义电源Pad的DEF(Design Exchange Format)文件。(对synopsys的Astro 综合后生成的门级网表,时序约束文件 SDC 是一样的,Pad的定义文件--tdf,.tf文件technology file,Foundry工厂提供的标准单位、宏单位和I/O Pad库文件与FRAM, CELL view, LM view 形式给出(Milkway参考库 and DB, LIB file) ________________________________________ 进入后端 布局和布线 (floorplan and routing) 物理综合又称版图综合综合(LAYOUTSYNTHESIS),其任务是将门级网表自动转换为布图,即完成布图。布图规划(FLOORPLAN)是物理划分设计,规划分析设计布局。 在这个过程中: 布局规划。主要是标准单元,I/O Pad和宏单元布局。I/O Pad提前给出位置,宏单元按时间顺序放置,标准单元由工具自动放置。布局规划后,芯片的大小,Core的面积,Row电源和地线的形式Ring和Strip都确定了。自动放置标准单元和宏单元后,可以先做一次PNA(power network analysis)--IR drop and EM. Placement -标准单元自动放置。布局规划后,宏单元、I/O Pad标准单元的位置和区域已经确定,这些信息SE(Silicon Ensemble)会通过DEF文件传递给PC(Physical Compiler),PC综合给出.DB获取网表和时序约束信息,自动放置标准单元,同时检查时序,优化单元放置。假如你用的是PC Astro那你可用write_milkway, read_milkway 传递数据。 时钟树生成(CTS Clock tree synthesis) 。芯片中的时钟网络驱动电路中的所有时间单元,因此时钟源端门单元携带大量负载延迟和不平衡,需要插入缓冲器来减少负载和平衡延迟。时钟网及其缓冲器构成时钟树。一般要重复几次才能做出理想的时钟树。---Clock skew. STA 静态时序分析和后仿真。插入时钟树后,确定了每个单元的位置,可以提出工具Global Route此时延迟参数的提取更准确。SE把.V和.SDF文件传递给PrimeTime静态时序分析。在确认没有时规后,将这两份文件传递给前端人员进行模拟。对Astro 而言,在detail routing 之后,用starRC XT提取、生成参数E.V和.SDF文件传递给PrimeTime静态时序分析会更准确。 ECO(Engineering Change Order)。针对静态时序分析和后模拟中的问题,对电路和单元布局进行了小范围的改变. Filler的插入(pad fliier, cell filler)。Filler指标准单元库和I/O Pad库中定义的与逻辑无关的填充物用于填充标准单元和标准单元之间,I/O Pad和I/O Pad它们之间的间隙主要是连接扩散层以满足需求DRC需要规则和设计。 布线(Routing)。Global route-- Track assign --Detail routing--Routing optimization 布线是指根据电路的连接关系,在满足工艺规则和布线层数限制、线宽、线间距限制和各线网可靠绝缘的电气性能限制的情况下I/O Pad用互连线连接,这些都是时序驱动(Timing driven ) 在这种情况下,确保关键时间路径上的连接长度最小。--Timing report clear DRC和LVS DRC检查芯片版图中各层物理图形的设计规则(spacing,width),还包括检查天线效应,以确保芯片正常流动。LVS将版图与电路网表进行比较,确保流片出来的版图电路与实际电路一致。 工具Synopsyhercules/ mentor calibre/ CDN Dracula进行的.Astro also include LVS/DRC check commands Tape out 在所有检查和验证正确的情况下,将最终版图放在正确的情况下GDSⅡ文件传递给Foundry工厂进行掩膜制造 Formality 任何时候改变电路设计后都可以使用Formaliyt验证这种变化是否影响或改变了设计的逻辑功能。如果确认变更后的设计等同于源设计,则修改后的设计可作为下一次验证时的源设计。由于结构相似的设计需要相对较短的时间,因此节省了验证时间。

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