新一代芯片專(zhuān)享的定制數字版圖設計

即便是在非關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )，只要不妨礙反復作業(yè)的能力，自動(dòng)化繞線(xiàn)都能夠提高設計團隊的生產(chǎn)力。而且，目前還無(wú)法呈現部分預先繞線(xiàn)與導引APR工具所需的精密間隔限制。所以，反而導致定制模塊中不良的寄生效應，需要耗費人力的手工重新繞線(xiàn)與多次冗長(cháng)的重新執行。

雖然自動(dòng)化通?？梢蕴岣呱a(chǎn)力，但是現在卻使困難的制程變得更冗長(cháng)，因為設計人員無(wú)法控制結果。事實(shí)上，對已經(jīng)全部完成繞線(xiàn)的版圖中關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )的手工校對，通常比用手工從頭開(kāi)始繞線(xiàn)還要花費更多時(shí)間。設計團隊得到一個(gè)結論，為了以更短時(shí)間實(shí)現最佳結果，需要能通過(guò)可控制式自動(dòng)化而維護層次、連接與設計完整性的異質(zhì)環(huán)境。

相互操作性節省時(shí)間

標準組織Silicon Integration Initiative(Si2)提供電子設計自動(dòng)化(EDA)工具專(zhuān)屬的可相互操作數據庫，稱(chēng)為OpenAccess(OA)，近年來(lái)已經(jīng)成為定制設計的標準。OA有一項鮮為人知的功能OA Run Time Model(OA-RTM)，可在OA上執行作為EDA工具專(zhuān)屬的內存模型(in-memory model)。這表示，完全不同的工具可在同一時(shí)間、設計數據的同一內存代理上操作。運用OA-RTM的眾多供貨商的工具都可以如同單一供貨商所提供的工具一般順暢地配合作業(yè)。

運用OA-RTM，Pyxis Technology的全新高效能定制繞線(xiàn)器能夠在Laker定制版圖環(huán)境中作業(yè)。這個(gè)極大容量定制數字繞線(xiàn)器已經(jīng)通過(guò)客戶(hù)驗證，能夠在45nm和以下制程建立DRC-correct、DFM-aware的繞線(xiàn);能夠執行所有階層的繞線(xiàn)而且是漸進(jìn)式的，這表示，不必改變手工建立的既有關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )。執行定制IC版圖系統時(shí)，設計人員能夠選擇芯片面積，并且讓整合式繞線(xiàn)器在這個(gè)限制條件下執行所有網(wǎng)絡(luò )的繞線(xiàn)。強迫特定繞線(xiàn)通路的端口以及障礙(blockages)、變更與固定和既有的繞線(xiàn)全都由繞線(xiàn)器來(lái)辨識，不必數據轉換或者將數據儲存到磁盤(pán)。

圖4. 交互式環(huán)境實(shí)現假設性分析

運用這種具備相互操作性的解決方案，設計團隊能夠運用自動(dòng)化定制IC版圖系統與SDL方法，如同以前一樣地建立版圖。晶體管層的繞線(xiàn)由版圖工具來(lái)執行，如同關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )一般?；蛘?，定義關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )繞線(xiàn)的預先配線(xiàn)(pre-wires)可由版圖編輯器來(lái)定義。以階段式執行繞線(xiàn)，從關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )開(kāi)始，然后按照執行排序群組(階層化)，或整個(gè)區塊，都只需幾分鐘時(shí)間即可一氣呵成。

設計團隊也能夠充分運用定制繞線(xiàn)器的內建萃取與時(shí)序引擎，快速回饋寄生參數與樣本時(shí)序。這樣，工程師們能夠判斷繞線(xiàn)拓撲何時(shí)“已經(jīng)足夠好”了，以免布線(xiàn)過(guò)度。而且，這種定制流程的速度與可控制性非常實(shí)用，能夠快速評估版圖元素的放置，以實(shí)現最佳結果。繞線(xiàn)器也能夠新增“虛擬填充(dummy fill)”(冗余金屬，通常插入至版圖中以提高數據密度，實(shí)現一致化與平坦化)，幫助找出可能的破壞性寄生效應，以確保晶圓廠(chǎng)設置的虛擬充填不會(huì )導致意外問(wèn)題。

結合這些功能與高度自動(dòng)化的定制版圖系統，設計團隊與EDA供貨商合作，建立了能夠執行快速、反復“假設性”分析同時(shí)使版圖與繞線(xiàn)優(yōu)化的解決方案。由于能夠反復地繞線(xiàn)、萃取、分析時(shí)序、修改與驗證，設計團隊能夠降低實(shí)現更高效能目標所需的設計費用，同時(shí)也縮減功耗與面積 – 而所需時(shí)間遠比以前單一版圖所需的時(shí)間更短。

測試結果

涉及關(guān)鍵、高效能區塊的特定測試以前需要6個(gè)星期的時(shí)間，才能夠獲得可接受的解決方案。這種區塊的效能需求與面積和功耗需求互相沖突，非常難以圓滿(mǎn)成功。為了確認繞線(xiàn)器的效能，既有的繞線(xiàn)會(huì )被移除。在版圖編輯器中打平設計，整個(gè)區塊會(huì )在幾分鐘內被自動(dòng)繞線(xiàn)。模仿標準流程，會(huì )快速產(chǎn)生額外版本，在其中以手工運用版圖編輯器進(jìn)行關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )的繞線(xiàn)，然后運用自動(dòng)化繞線(xiàn)器來(lái)實(shí)現剩余網(wǎng)絡(luò )。在自動(dòng)化繞線(xiàn)程序中，不會(huì )改變任何關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )，也不會(huì )有任何DRC違反。

剛開(kāi)始的觀(guān)念驗證之后，設計團隊證明一致的結果，通常需要3到6個(gè)星期才能夠完工的大型、高效能定制數字區塊，現在只需1個(gè)星期即可建立起來(lái)。這表示，設計團隊可以騰出更多時(shí)間投入使定制區塊的效能、面積與功耗優(yōu)化的工作，最終讓產(chǎn)品實(shí)現更高價(jià)值。