VLSI8 全定制设计模式.ppt

1.面向规则的ROM集成电路版图设计语言编译。 2.面向随机的组合逻辑PLA、PLD方法。 3.面向总线结构的栅陈列（gate matrix）方法。 两个表示芯片费用及电性能的公式： 每个芯片的总费用： N：总产量 Cp：每个圆片的制造费用 CD：设计及制版费 n：圆片上芯片数 y：圆片成品率 用芯片的最大延迟表示芯片的电性能: Tpd：电路器件本身的延迟 VL：最大电压 CW：连线电容 IP：尖峰电流 Cg：扇出电容 从设计规模考虑： 设计成本、效率、质量、是相互制约的。如果设计一个高质量的版图，需要付出较高的成本，同时使设计效率下降。反之，如果要求低成本和较高效率，那么往往要在设计质量上作出某些让步。 图中给出设计成本与集成度的关系。当规模较小时，人工设计质量高，但成本并不高。但当规模大时，人工设计成本迅速增加而显示出自动设计的优越性。而半动设计在a0、a1区显示出其低成本的优越性。 从设计产品的产量考虑： 芯片生产中平均每个管子的成本C可用下式表示： 当产量很低时，第一项设计成本起主要作用，当产量很高时，单个芯片生产成本起主要作用。 §4系统封装 半导体器件复杂性和密度的急剧增加推动了更加先进的VLSI封装和互连方式的开发。目前，印刷电路板（printed Circuit Board-PCB）和多芯片模块（Multi-Chip Modules-MCM）是两种主要的系统封装技术。 PCB和MCM上的集成电路芯片的布局和它们之间的互连几乎与芯片上各种模块的布局和互连相同。因此VLSI设计和封装中的很多问题，如划分、布局、布线都十分类似。 * * 第八章 §1 全定制电路的结构化设计特征 结构化设计是由Mead和Conway首先提出来的，其目的是让设计者能够直接参加芯片设计以实现高性能系统。在结构化设计中采用以下几方面的技术。 一、层次性： 由于系统规模很大，设计复杂性很高，一般全定制设计首先进行系统划分，将一个系统划分成若干模块，再将模块划分成更小的模块，直至小模块的复杂性达到合适的细节为止。划分的原则之一是模块间连线最少，而将联系紧密的部分划分在同一模块内。 这种划分，可以是由人工来完成，也可以由划分工具进行自动划分.关键是如何评价这一划分结果是最优的。在进行电路划分的同时，对芯片面积也进行相应的划分，其目的是为每个模块确定一个布图面积的大小。这一步叫布图规划（floor-planing）。 二、模块性 一个系统或电路被划分成模块后，尽管每个模块实现的电路功能并不相同，但它们都有一个明确定义的物理接口，此接口定义了模块名称、功能、层类、尺寸与外部互连端点的数目，名称及位置等。模块性有助于设计人员明确问题并做出文件接口，这样可以将一个任务分成一组子任务，每个人只设计芯片的一部分。 三、规则性 采用单元重复的方法是结构化设计的一种好方法，这样既简化设计，又减少错误，同时使结构规则化。所谓规则化是指模块内部可以随功能而不同，但模块间的接口如电源、地线、时钟线、总线等可以是公共的。规则性可以在设计层次的所有级别上存在。 四、局部性 通过对模块接口的很好定义，可以有效地使该模块的内容变得对任何外部接口不再重要，可以将每个模块看作一个黑盒子。设计时不关心模块内部的情况，这样减少了模块表现的复杂性。 五、手工参与 全定制设计中的往往需要手工参与。因为目前还没有一个很完善的全定制设计的EDA工具。由于全定制设计是一种很少受约束的设计技术，当对一个全新的芯片进行设计时，手工设计仍然被许多半导体厂商所广泛使用。手工参与设计的实质是把一个设计划分为若干过程，然后由精通逻辑，精通电路，精通版图等专家各自去完成任务，而在各部分任务中，可以有相应的EDA工具支持。 §2 几种全定制设计方法 通常情况下，全定制设计中模块的外形和放置位置都没有限制，除了模块所占区域以外的芯片区域都是布线区。模块上也可以走三层以上的金属线。因此，全定制设计模式除了要遵循基本的几何设计规则，如：线宽、线间距、覆盖、露头等，没有任何其它的物理限制。 三种CAD工具用于全定制设计模式： 基于几何图形的交互图形编辑 符号法 积木块自动布图 一、交互图形编辑： 设计者将手工设计好的版图用一个数字化仪输入至计算机并进行编辑，可直接在屏幕上绘制版图。编辑器提供有插入、移动