ASIC設計流程

2021-10-24 23:11:58 字數 4202 閱讀 5002

asic

設計流程

專案策劃

形成專案任務書

(專案進度,週期管理等)。

流程:【市場需求

--調研

--可行性研究

--論證

--決策

--任務書】。

系統說明及行為描述

確定設計物件和目標,進一步明確晶元功能、內外部效能要求,引數指標

,論證各種可行方案,選擇最佳方式,加工廠家,工藝水準。系統說明是晶元設計到邏輯和布局的第一步。它是在設計付諸實踐之前來進行的,抽象地描述了被設計的數位電路的功能、埠以及整體的結構。然後根據系統說明進行行為描述來分析電路設計的功能、效能、服從的標準以及其它高階問題

rtl描述

首先,設計者需要制定所要設計數位電路的工作流程或結構框圖,然後把整個任務劃分為幾個模組,分模組建模,採用

hdl語言進行結構設計。

工具:ultraedit,vi

**除錯

對設計輸入的檔案做**除錯,語法檢查。

工具: debussy。

前**

功能**.

工具: mentor

公司的modelsim

、synopsys

公司的vcs

和vss

、aldec

公司的active

、cadense

公司的ncsim.

邏輯綜合

邏輯綜合是將邏輯級的行為描述轉換成邏輯級的結構描述,即邏輯門級網表。邏輯級的行為描述可以是狀態轉移圖、有限狀態機,也可以是布林方程、真值表或硬體描述語言。邏輯綜合過程還包括一些優化步驟,如資源共享、連線優化和時鐘分配等。優化目標是面積最小,速度最快,功耗最低或他們之間的某種折衷。

工具:

有mentor

公司的leonardospectrum

、synopsys

公司的dc

、synplicity

公司的synplify。

前端結束

資料準備。

對於cdn

的silicon ensemble

而言後端設計所需的資料主要有是

foundry

廠提供的標準單元、巨集單元和

i/o pad

的庫檔案,它包括物理庫、時序庫及網表庫,分別以

.lef

、.tlf和.v

的形式給出。前端的晶元設計經過綜合後生成的門級網表,具有時序約束和時鐘定義的指令碼檔案和由此產生的

.gcf

約束檔案以及定義電源

pad的

def(

design exchange format

)檔案。(對

synopsys

的astro

而言,經過綜合後生成的門級網表,時序約束檔案

sdc

是一樣的

,pad

的定義檔案

--tdf,.tf

檔案technology file,foundry

廠提供的標準單元、巨集單元和

i/o pad

的庫檔案就與

fram, cell view, lm view

形式給出

(milkway

參考庫and db, lib file)

進入後端

布局和佈線

(floorplan and routing)

物理綜合也稱版圖綜合

(layoutsynthesis)

,它的任務是將門級網表自動轉換成版圖,即完成布圖。布圖規劃

(floorplan)

是對設計進行物理劃分,同時對設計的布局進行規劃和分析。

在這個過程中:

布局規劃。

主要是標準單元、

i/o pad

和巨集單元的布局。

i/o pad

預先給出了位置,而巨集單元則根據時序要求進行擺放,標準單元則是給出了一定的區域由工具自動擺放。布局規劃後,晶元的大小,

core

的面積,

row的形式、電源及地線的

ring

和strip

都確定下來了。如果必要在自動放置標準單元和巨集單元之後,你可以先做一次

pna(power network analysis

)--ir drop and em.

placement

-自動放置標準單元。布局規劃後,巨集單元、

i/o pad

的位置和放置標準單元的區域都已確定,這些資訊se(

silicon ensemble

)會通過

def檔案傳遞給

pc(physical compiler),pc

根據由綜合給出的

.db檔案獲得網表和時序約束資訊進行自動放置標準單元,同時進行時序檢查和單元放置優化。如果你用的是

pc +astro

那你可用

write_milkway, read_milkway  

傳遞資料。

時鐘樹生成

(cts clock tree synthesis)

。晶元中的時鐘網路要驅動電路中所有的時序單元,所以時鐘源端門單元帶載很多,其負載延時很大並且不平衡,需要插入緩衝器減小負載和平衡延時。時鐘網路及其上的緩衝器構成了時鐘樹。一般要反覆幾次才可以做出乙個比較理想的時鐘樹。

---clock skew.

sta

靜態時序分析和後**。

時鐘樹插入後,每個單元的位置都確定下來了,工具可以提出

global route

形式的連線寄生引數,此時對延時引數的提取就比較準確了。se把

.v和.sdf

檔案傳遞給

primetime

做靜態時序分析。確認沒有時序違規後,將這來兩個檔案傳遞給前端人員做後**。對

astro

而言,在

detail routing 之後,

用starrc xt

引數提取,生成的

e.v和

.sdf

檔案傳遞給

primetime

做靜態時序分析,那將會更準確。

eco(

engineering change order)

。針對靜態時序分析和後****現的問題,對電路和單元布局進行小範圍的改動.

filler

的插入(pad fliier, cell filler)

。filler

指的是標準單元庫和

i/o pad

庫中定義的與邏輯無關的填充物,用來填充標準單元和標準單元之間,

i/o pad

和i/o pad

之間的間隙,它主要是把擴散層連線起來,滿足

drc規則和設計需要。

佈線(routing)

。global route-- track assign --detail routing--routing optimization

佈線是指在滿足工藝規則和佈線層數限制、線寬、線間距限制和各線網可靠絕緣的電效能約束的條件下,根據電路的連線關係將各單元和

i/o pad

用互連線連線起來,這些是在時序驅動

(timing driven )

的條件下進行的,保證關鍵時序路徑上的連線長度能夠最小。

--timing report clear

drc和lvs

drc是對晶元版圖中的各層物理圖形進行設計規則檢查

(spacing,width)

,它也包括天線效應的檢查,以確保晶元正常流片。

lvs主要是將版圖和電路網表進行比較,來保證流片出來的版圖電路和實際需要的電路一致。 工具

synopsyhercules/ mentor calibre/ cdn dracula

進行的.astro also include lvs/drc check commands

tape out

在所有檢查和驗證都正確無誤的情況下把最後的版圖

gdsⅱ

檔案傳遞給

foundry

廠進行掩膜製造

formality

任何時候對乙個電路設計進行了改動之後,都可以使用

formaliyt

來驗證這種改動是否影響或者改變了該設計的邏輯功能。如果證實了改動後的設計和源設計是等價的之後,就可以把修改後的設計作為下一次驗證時的

「源設計

」。由於結構相似的設計所需要的比較時間較短,這樣也就節省了花費在驗證上的時間。

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