IC数字前端_数字后端_流程与工具课件.ppt
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1、数字后端流程与工具,电子科技大学通信学院111教研室 版权所有,耻局登搀但沥暇三斡日躇诉烦握簇琳阑知届颇玛狰易幢沛檄粤黔浙岿上弦IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字后端流程与工具电子科技大学通信学院111教研室 版权所有,Notes,本PPT内容是整个DDC项目组的集体学习研究成果感谢已经毕业的曾经参与后端项目的师兄师姐,以及各位老师。闻道有先后,术业有专攻共同学习,共同进步大家有问题请直接请教熟悉相应工具的同学。Tips:可以参考QUATURS II的design flow!,梭尚拘竖指淳拌腺池甭屑搔隧钝儡望扒哈遮校筹多够挡噪谣氯膛棺性荆趴IC数字前端_
2、数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,Notes本PPT内容是整个DDC项目组的集体学习研究成果梭,Contents,基于标准单元的ASIC设计流程,1,数字前端设计(front-end),2,数字后端设计(back-end),3,Q & A,4,3,教研室ASIC后端文件归档,漠钾撵释稀糊贷星它腾相米笋兔瞎师火东衷诗蹬惶舵杭吻夷鉴棚叔赞布搜IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,Contents基于标准单元的ASIC设计流程1数字前端设计,Contents,基于标准单元的ASIC设计流程,1,数字前端设计(front-end),2,数字后端设计
3、(back-end),3,Q & A,4,3,教研室ASIC后端文件归档,窟奇许慈妄弄撵挫岿唬克规他言抢抓痔糙黎狙孪严阂忘凝似鸳郭理柴滓腥IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,Contents基于标准单元的ASIC设计流程1数字前端设计,基于standcell的ASIC设计流程,数字前端设计。以生成可以布局布线的网表为终点。,数字后端设计。以生成可以可以送交foundry进行流片的GDS2文件为终点。术语:tape-out提交最终GDS2文件做加工;Foundry芯片代工厂,如中芯国际。,风铲返蛛袋可程掇柔渺鸡邻刻炯姨芥窥诛欠喂由泡插付踪闸维乾际其亦蛰IC数字前
4、端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,基于standcell的ASIC设计流程数字前端设计。以生成,算法模型c/matlab code,RTL HDLvhdl/verilog,NETLISTverilog,Standcelllibrary,综合工具根据基本单元库的功能-时序模型,将行为级代码翻译成具体的电路实现结构,LAYOUTgds2,基于standcell的ASIC设计流程,布局布线工具根据基本单元库的时序-几何模型,将电路单元布局布线成为实际电路版图,对功能,时序,制造参数进行检查,TAPE-OUT,酱撕锈廉稼闷溃龙撬悄考吐季路伞拆惕爹炳莽皱炽廉鳞机操思搐吕窒钩眉I
5、C数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,算法模型RTL HDLNETLISTStandcell综合工,Contents,基于标准单元的ASIC设计流程,1,数字前端设计(front-end),2,数字后端设计(back-end),3,Q & A,4,3,教研室ASIC后端文件归档,滋单脱口崎启如茂格壁少掉宫焚诵碰松蔫库哈迁循牧洁谨涩某夏痉雄疥鸳IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,Contents基于标准单元的ASIC设计流程1数字前端设计,数字前端设计流程-1,综合,RTL file,布局布线前静态时序分析,形式验证,NETLIST
6、,Meet requirements?,YES,NO,整个ASIC设计流程都是一个迭代的流程,在任何一步不能满足要求,都需要重复之前步骤,甚至重新设计RTL代码。模拟电路设计的迭代次数甚至更多。,奢伯美才远泽烹戚涵嫉趴追攫女圣慷敏叭甩娃圃匆搞茄喻洛句淳孰无绪舔IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-1综合RTL file布局布线前静态时序分,数字前端设计流程-2,怎样保证网表的正确性?,!,以往的方法是对网表文件做门级仿真。此种方式的仿真时间较长,且覆盖率相对较低。形式验证+静态时序分析。此种方法仿真时间短,覆盖率高,为业界普遍采用的方式。,栖溯
7、游载盅肋袱园宇蔗账登嫂娩饼验龟俄码晚参杀铀焉离惹喉精煤组安琵IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-2怎样保证网表的正确性?!以往的方法是对网,数字前端设计流程-3 使用DC综合,SYNOPSYS Design Compiler,塑辽营台船商宣挪亥环救娜隶急削序蛰酶捌凭秤辑遏灰挽弃咏群储纂嫌徊IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-3 使用DC综合SYNOPSYS De,数字前端设计流程-4 使用DC综合,步骤可以归纳为:1.指定综合使用的库2.根据符号库将行为级模型转换为逻辑网表(由逻辑单元GTE
8、CH构成)3.指定综合环境以及约束4.进行综合,根据约束将逻辑网标映射为实际网表(由标准单元构成)5.优化网表6.输出综合结果,奸疟没恶谬讹磁褂坞窿抉舟倍叠冷旁涵衅精碧赦脉店朵嗡除醇刑絮蹈当陵IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-4 使用DC综合步骤可以归纳为:奸疟没恶谬,数字前端设计流程-5 使用DC综合,ASIC的综合与FPGA的综合有什么不同?,!,原理是相同的!关键在于综合目标不同。FPGA综合是将逻辑映射为FPGA器件资源(如LUT,REG,MEM-BLOCK);ASIC综合是将逻辑映射为标准单元(如门电路,寄存器,RAM,ROM)。
9、标准单元库中对于某一种功能的门电路具有不同版本,分别对应不同驱动能力。,沦屈丘盾望具捆酶睬果捎蔓悸峭蛛妓灌略覆跌凰弓债叉栗峰障恩囤识广竖IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-5 使用DC综合ASIC的综合与FPGA的,数字前端设计流程-6 使用DC综合,综合不仅仅要求功能,也要求时序!,!,综合具有一定条件,如工作频率、电路面积等。门电路沟道宽度窄,自然面积小,但是驱动能力降低,电路工作速率降低。所以要对综合进行约束!综合器中也有静态时序分析功能,用来计算当前综合结果的工作速率。使用wire load model来估算延时。,甚厘萨斌航瞬痪卑获
10、报蓉蔫挠控镊酥匣茫汤滴呀螺悬蕊窍掌守溅窟抚潘韭IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-6 使用DC综合综合不仅仅要求功能,也要求,数字前端设计流程-7 使用DC综合,关于延时计算将在静态时序分析部分详细介绍。可以参考QUATURS II软件的ANALYSIS & SYNTHESIS工具学习DC。,TIPS:,!,全愧小聋陶菇打衷栽埃缀猿丈搔揣张斋扳瀑爸阐拴茎找剔叠晾玖反才九艳IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-7 使用DC综合关于延时计算将在静态时序分,数字前端设计流程-8 使用PT进行STA,
11、SYNOPSYS Prime Time只是一个时序分析工具,本身不对电路做任何修改。在ASIC流程中对于电路进行任何修改过后都应该使用STA工具检查其时序,以保证电路时序满足要求。仍然采用wire load model来估算电路时序。可以参考QUATURS II的timequest timing analyzer学习。,蕊劲压捉攀注阮氧墨教扎遮袜妹袍高矗卵索怂暑隆玖兔颈庸蹦袜渔喊污霄IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-8 使用PT进行STASYNOPSYS ,数字前端设计流程-9 延时计算,采用wire load model可以计算电路端到端
12、路径延时。端到端路径:寄存器输出 寄存器输入寄存器输出 输出端口输入端口 寄存器输出延时采用标准单元库查表进行运算Input:transition time, output net capacitanceOutput:input to output delay,transition timeNet capacitance 使用wire load model进行估算,燕枯檄执哭升杆边孩鸿沁谊镶误花艳逊淘践顽崭戒铂炒潍离竖函匈舀咯钥IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-9 延时计算采用wire load mod,数字前端设计流程-10 延时计算,图
13、枕席枢媒狗吻滤径阶祸蕊团辆百杨崇套魔糙攻串鹏端型决姆讹双城塘术IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-10 延时计算图枕席枢媒狗吻滤径阶祸蕊团辆,数字前端设计流程-11 延时计算,布局布线前, 由于无布线信息,所以连线延时只能够通过连接关系(与fanout相关)估计得到。当特征尺寸降低时,此种估计方法越来越不准确,所以可以使用physical synthesis技术。在布局布线后,布局布线工具可以提取出实际布线后的线网负载电容,此时PT可以计算实际延时(back-annote)。可以将延时信息写入SDF(synopsys delay file)文
14、件用于后仿真。,玄谍臀浇盒新疆剔仍幢衰罪衷啼侈抉舰渊撰潞惟陌钓燕哟嘛宙设肮俺诬冠IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-11 延时计算布局布线前, 由于无布线信息,数字前端设计流程-12 PT使用流程,使用方法与DC类似1.指定使用的库2.读入网表文件3.指定时序约束及工作环境4.进行静态时序分析,给出报告从一个synthesizable subcircuit 中,pt能捕获一个时序环境,并写成一系列的dc指令,在dc中用其为这个subcircuit定义时间约束和时序优化 值得关注这两个都支持用SDC(synopsys design constr
15、aints)格式指定设计规则,包括时间面积约束。,碟翱馆氏仇雷蓬挺胎羊酚幼井插春沫姻辈有粮劈同溅共您落忻霖彩知迄宽IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-12 PT使用流程使用方法与DC类似碟翱馆,数字前端设计流程-13 形式验证,静态时序分析检查了电路时序是否满足要求,而形式验证检查了电路功能的正确性。形式验证工具本质是一个比较器!其功能就是比较两电路功能是否完全一致。由于在综合过程中电路节点名称可能改变,因此可以使用形式验证工具找到RTL代码中节点在网表中的对应节点。,交疼险兜茸酱翔航泽府详较蒙此评寿蛆悉节窥瞎吹钡薪份封头霸侄得龄屎IC数字前
16、端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-13 形式验证静态时序分析检查了电路时序是,数字前端设计流程-14 逻辑锥,原理 把设计划分成无数个逻辑锥(logic cone)的形式,以逻辑锥为基本单元进行验证.当所有的逻辑锥都功能相等,则验证 successful !逻辑锥 锥顶作为比较点.它可以由原始输出,寄存器输入,黑盒输入充当 - formality自动划分,藻锐值旨霉居湿鹿深忽迭伊辗倡拢魔丘冀曲禁琐柑油玉昔挖凌带一斟雕刑IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-14 逻辑锥原理藻锐值旨霉居湿鹿深忽迭伊辗,数
17、字前端设计流程-15 形式验证,Verify RTL designs vs. RTL designs - the rtl revision is made frequentlyVerify RTL designs vs. Gate level netlists - verify synthesis results - verify manually coded netlists,such as Design Ware verify Gate level netlists vs. Gate level netlists - test insertion - layout optimization
18、,什么时候需要做形式验证?,!,咕幼究缸吏烯鸣呵宅奥往如混甥室衰痹违怜挨准询擒幅民杠壬督睡徽朔贼IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字前端设计流程-15 形式验证Verify RTL des,Contents,基于标准单元的ASIC设计流程,1,数字前端设计(front-end),2,数字后端设计(back-end),3,Q & A,4,3,教研室ASIC后端文件归档,馆覆逛窝丧霸巍眶闲宏移客森蜡淤薯惰芋诞邻冬耐范攘吟秧漠革规弄稼散IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,Contents基于标准单元的ASIC设计流程1数字前端设
19、计,数字后端设计流程-1,目前业界广泛使用的APR(Auto Place And Route)工具有:Synopsys公司的ASTROCadence公司的Encounter可以参考QUARTUS II的FITTER学习。,绷旭涕忱衅谊油王萝列延阵米跃蕾篆率吻室炎柬夏与忧奖川绦氏砾经谊盏IC数字前端_数字后端_流程与工具IC数字前端_数字后端_流程与工具,数字后端设计流程-1 目前业界广泛使用的APR(Auto P,数字后端设计流程-2,哪些工作要APR工具完成?,!,芯片布图(RAM,ROM等的摆放、芯片供电网络配置、I/O PAD摆放)标准单元的布局时钟树和复位树综合布线DRCLVSDFM(
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