基于SOCEncounter的ASIC芯片后端設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)高速發(fā)展，集成電路已滲透到現(xiàn)代通信，汽車(chē)電子、醫(yī)療和交通系統(tǒng)領(lǐng)域等人們生活的各個(gè)方面。然而，集成電路的發(fā)展受到工藝尺寸的縮小而產(chǎn)生的寄生效應(yīng)的極大限制，寄生效應(yīng)引起的信號(hào)完整性、動(dòng)態(tài)壓降和溫度翻轉(zhuǎn)等非理想效應(yīng)使得時(shí)序收斂因多個(gè)變量相互制約而變得愈加復(fù)雜。此外，單個(gè)芯片上邏輯門(mén)數(shù)達(dá)到十幾億規(guī)模，時(shí)鐘頻率達(dá)到GHz以上，僅僅靠工藝技術(shù)的提升已難以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的快速收斂，如何縮短芯片設(shè)計(jì)周期，成為物理設(shè)計(jì)工程師面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。物

2、理設(shè)計(jì)絕不是對(duì)后端EDA工具的熟練掌握以及使用就可以完成的，而需要針對(duì)具體設(shè)計(jì)目標(biāo)特點(diǎn)研發(fā)具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法才能使設(shè)計(jì)快速收斂。本文對(duì)邏輯綜合，可測(cè)性設(shè)計(jì)，靜態(tài)時(shí)序分析和后端設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，采用TSMC0.18um1P6M CMOS工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)8位RISC_MCU的綜合，時(shí)序驗(yàn)證和自動(dòng)布局布線(xiàn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)邏輯綜合理論進(jìn)行了研究。重點(diǎn)討論邏輯綜合約束及工作環(huán)境的內(nèi)容，概述了多時(shí)鐘域時(shí)序約束的處理方法以及邏輯綜合

3、的編譯策略和優(yōu)化方法，完成8位 RISC_MCU的約束添加的編寫(xiě)和工作環(huán)境的定義，實(shí)現(xiàn) RISC_MCU的邏輯綜合并生成門(mén)級(jí)電路，總結(jié)得到網(wǎng)表質(zhì)量評(píng)價(jià)原則。使用形式驗(yàn)證技術(shù)對(duì)綜合前后設(shè)計(jì)邏輯功能等價(jià)性進(jìn)行了檢查。⑵對(duì)可測(cè)性設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。首先闡述可測(cè)性設(shè)計(jì)理論知識(shí)和常見(jiàn)測(cè)試方法，重點(diǎn)討論基于掃描的可測(cè)性設(shè)計(jì)方法，測(cè)試時(shí)序與測(cè)試測(cè)試規(guī)則的內(nèi)容，完成8位RISC_MCU測(cè)試掃描編譯并進(jìn)行故障測(cè)試覆蓋率檢查。分析了兩種提高測(cè)試覆蓋率的方法，使

4、設(shè)計(jì)測(cè)試覆蓋率從初始值0.46％提高到99.97%，使得覆蓋率提高到要求范圍內(nèi)并且在設(shè)計(jì)中插入掃描鏈。⑶對(duì)靜態(tài)時(shí)序分析進(jìn)行了研究。首先對(duì)靜態(tài)時(shí)序分析的原理進(jìn)行了闡述，對(duì)常用的寄生參數(shù)文件 spef和標(biāo)準(zhǔn)延時(shí)文件進(jìn)行了比較并闡明了各自用途。對(duì)時(shí)序路徑的劃分與三種時(shí)序分模式：?jiǎn)喂ぷ鳁l件、bc_wc和OCV進(jìn)行詳細(xì)的討論。重點(diǎn)闡述了OCV時(shí)序分析模式和共同路徑悲觀(guān)的內(nèi)容，采用CPPR技術(shù)完成布圖后8位RISC_MCU的時(shí)序驗(yàn)證工作，時(shí)序滿(mǎn)足要

5、求。⑷對(duì)物理實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了研究。簡(jiǎn)述整個(gè)后端設(shè)計(jì)流程，重點(diǎn)研究了布圖規(guī)劃的內(nèi)容及其結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)收斂的影響。其次，對(duì)掃描鏈重排進(jìn)行了討論并對(duì)掃描重排前后掃描鏈結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。在時(shí)鐘樹(shù)綜合過(guò)程中，利用analyzeClockTreeSpec對(duì)時(shí)鐘樹(shù)約束文件先進(jìn)行檢查以判斷其合理性，采用一種自動(dòng)與手動(dòng)相結(jié)合的時(shí)鐘樹(shù)綜合方法完成時(shí)鐘樹(shù)綜合。最后，采用MMMC方法來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)時(shí)序和對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)序進(jìn)行了分析和優(yōu)化并實(shí)現(xiàn)時(shí)序收斂。將布圖后網(wǎng)表與布圖前網(wǎng)表通過(guò)形