ic的前端設計和后端設計流程

1、ic 的前端設計和后端設計流程根據(jù)個人掌握的知識，寫寫自己的理解。前端設計（也稱邏輯設計） 和后端設計 （也稱物理設計） 并沒有統(tǒng) 一嚴格的界限，涉及到與工藝有關的設計就是后端設計。1. 規(guī)格制定芯片規(guī)格，也就像功能列表一樣，是客戶向芯片設計 公司（稱為 Fabless ，無晶圓設計公司）提出的設計要求， 包括芯片需要達到的具體功能和性能方面的要求。2. 詳細設計Fabless 根據(jù)客戶提出的規(guī)格要求，拿出設計解決方 案和具體實現(xiàn)架構(gòu)，劃分模塊功能。3. HDL 編碼使用硬件描述語言 （VHDL Verilog HDL,業(yè)界公司一般都是使用后者） 將模塊功能以代碼來描述實現(xiàn)，也就是 將實際的硬

2、件電路功能通過HDL語言描述出來，形成 RTL（寄存器傳輸級）代碼。4. 仿真驗證仿真驗證就是檢驗編碼設計的正確性，檢驗的標準就 是第一步制定的規(guī)格?？丛O計是否精確地滿足了規(guī)格中 的所有要求。規(guī)格是設計正確與否的黃金標準，一切違 反，不符合規(guī)格要求的，就需要重新修改設計和編碼。設計和仿真驗證是反復迭代的過程，直到驗證結(jié)果顯 示完全符合規(guī)格標準。仿真驗證工具 Synopsys 的 VCS。5. 邏輯綜合 Design Compiler仿真驗證通過，進行邏輯綜合。邏輯綜合的結(jié)果就是 把設計實現(xiàn)的HDL代碼翻譯成門級網(wǎng)表(netlist )。綜 合需要設定約束條件，就是你希望綜合出來的電路在面 積，

3、時序等目標參數(shù)上達到的標準。邏輯綜合需要基于 特定的綜合庫，不同的庫中，門電路基本標準單元( standard cell )的面積，時序參數(shù)是不一樣的。所以， 選用的綜合庫不一樣，綜合出來的電路在時序，面積上 是有差異的。一般來說，綜合完成后需要再次做仿真驗證(這個也 稱為后仿真，之前的稱為前仿真)邏輯綜合工具 Synopsys 的 Design Compiler 。6.STAStatic Timing Analysis (STA),靜態(tài)時序分析，這 也屬于驗證范疇，它主要是在時序上對電路進行驗證， 檢查電路是否存在建立時間( setup time )和保持時間( hold time )的違例

4、( violation )。這個是數(shù)字電路基 礎知識，一個寄存器出現(xiàn)這兩個時序違例時，時沒有辦 法正確采樣數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的，所以以寄存器為基礎的數(shù)字芯片功能肯定會出現(xiàn)問題。STA 工具有 Synopsys 的 Prime Time 。7. 形式驗證這也是驗證范疇，它是從功能上（STA是時序上）對綜合后的網(wǎng)表進行驗證。常用的就是等價性檢查方法， 以功能驗證后的 HDL設計為參考，對比綜合后的網(wǎng)表功 能，他們是否在功能上存在等價性。這樣做是為了保證 在邏輯綜合過程中沒有改變原先HDL描述的電路功能。形式驗證工具有 Synopsys 的 Formality 。前端設計的流程暫時寫到這里。從設計程度上

5、來講， 前端設計的結(jié)果就是得到了芯片的門級網(wǎng)表電路。8. DFTDesign For Test ，可測性設計。芯片內(nèi)部往往都自帶 測試電路，DFT的目的就是在設計的時候就考慮將來的 測試。DFT的常見方法就是，在設計中插入掃描鏈，將 非掃描單元（如寄存器）變?yōu)閽呙鑶卧?。關于DFT有些書上有詳細介紹，對照圖片就好理解一點。DFT 工具 Synopsys 的 DFT Compiler9.布局規(guī)劃布局規(guī)劃就是放置芯片的宏單元模塊，在總體上確定各種功能電路的擺放位置，如 IP 模塊， RAM， I/O 引腳等 等。布局規(guī)劃能直接影響芯片最終的面積。工具為 Synopsys 的 Astro10.CTSC

6、lock Tree Synthesis ，時鐘樹綜合，簡單點說就是 時鐘的布線。由于時鐘信號在數(shù)字芯片的全局指揮作用， 它的分布應該是對稱式的連到各個寄存器單元，從而使 時鐘從同一個時鐘源到達各個寄存器時，時鐘延遲差異 最小。這也是為什么時鐘信號需要單獨布線的原因。CTS 工具， Synopsys 的 Physical Compiler11. 布線 這里的布線就是普通信號布線了，包括各種標準單元 （基本邏輯門電路）之間的走線。比如我們平常聽到的 0.13um工藝，或者說90nm工藝，實際上就是這里金屬布 線可以達到的最小寬度，從微觀上看就是MOSt的溝道長度。工具 Synopsys 的 Ast

7、ro12. 寄生參數(shù)提取 由于導線本身存在的電阻，相鄰導線之間的互感 , 耦 合電容在芯片內(nèi)部會產(chǎn)生信號噪聲，串擾和反射。這些 效應會產(chǎn)生信號完整性問題，導致信號電壓波動和變化，如果嚴重就會導致信號失真錯誤。提取寄生參數(shù)進行再 次的分析驗證，分析信號完整性問題是非常重要的。工具 Synopsys 的 Star-RCXT13.版圖物理驗證對完成布線的物理版圖進行功能和時序上的驗證，驗 證項目很多，包括 LVS( Layout Vs Schematic )驗證， 簡單說，就是版圖與邏輯綜合后的門級電路圖的對比驗 證； DRC(Design Rule Checking ) , 設計規(guī)則檢查，檢查 連線間距 , 連線寬度等是否滿足工藝要求； ERC ( Electrical Rule Checking )，電氣規(guī)則檢查，檢查短 路, 開路等電氣規(guī)則違例；等等。工具 Synopsys 的 Hercules 實際的后端流程還包括電路功耗分析，以及隨著制造 工藝不斷進步產(chǎn)生的 DFM(可制造性設計)問題，