半定制设计模式课件.pptVIP

半定制設計模式2025-3-16*§1 引言實現策略:正向設計和逆向設計。自動化策略:自動設計、半自動設計和手工設計。2025-3-16*層次式策略2025-3-16*版圖結構實現技術2025-3-16*§2 門陣列、宏單元陣列及門海一、門陣列設計模式母片結構門陣列設計模式（gatearraydesignstyle）又稱為母片（masterslice）法。它預先設計和製造好各種規模的母片，如1000門，3000門，5000門，10000門……母片上除其金屬連線及引線孔以外的各層圖形均是固定不變的，且以陣列形式排列。2025-3-16*母片2025-3-16*兩種基本單元結構基本單元的高度，寬度都是相等的，並按行排列。2025-3-16*單元庫中存放的資訊NAND3、電路圖、邏輯圖版圖：孔、引線電路參數：扇入、扇出、門延遲時間2025-3-16*門陣列設計的特點單元庫：單元庫中存有上百種不同功能的單元電路，這些單元作為系統設計的基礎，可以重複使用。門陣列的生產製造可以分為兩個相對獨立的過程：第一個過程是母片的製造，同時提供與之配套的單元庫。第二個過程是根據用戶所要實現的電路，完成母片上電路單元的佈局及單元間連線。然後對這部分金屬線及引線孔的圖形進行製版、流片。2025-3-16*門陣列設計的優點事先製備母片，使設計週期縮短。母片及庫單元都是事先設計好，並經過驗證。因此，正確性得到保證。門陣列模式非常規範，自動化程度高。價格低，適合於小批量的ASIC設計。門陣列設計的缺點晶片利用率低，70%左右。不夠靈活，對設計限制得太多。布通率不能做到100%布通，要人工解決剩線問題。2025-3-16*二、宏單元陣列模式（macro-cellarray）為了提高門陣列的晶片利用率，一種改進的結構是去掉垂直方向的走線通道，跨越單元行的線可以利用空閒柵來完成。2025-3-16*三、門海設計模式（seaofgates） 門海設計模式進一步改進了宏單元陣列的版圖結構，取消了水準方向的走線通道，成為一種無通道（channel-less）的門陣列，它仍然保留了半定制設計法的優點：母片預製。 2025-3-16*§3 標準單元設計模式2025-3-16*單元庫有200種左右標準單元。存儲資訊：包括邏輯符號、電路圖、物理版圖和電學參數。單元的邏輯功能，電性能及幾何設計規則等都是經過驗證和分析的。與門陣列庫單元不同的是，這裏的物理版圖是從最低層到最高層各層圖形都包括在內。2025-3-16*標準單元布圖方法標準單元按行排列，行與行之間留有佈線通道，同行或相鄰行的單元相連可通過單元行的上、下通道完成。隔行單元之間的垂直方向互連則必須借用事先預留在“標準單元”內部的走線道（feed-through）或在兩單元間設置的“走線道單元”（feed-throughcell）或“空單元”（emptycell）來完成連成。2025-3-16*標準單元模式的優點比門陣列更加靈活的布圖方式。可以解決布通率問題，達到100%布通率。“標準單元”預先存在單元庫中，可以提高布圖效率。標準單元設計模式，由於其自動化程度高、設計週期短、設計效率高。十分適用於ASIC的設計，是目前應用最廣泛的設計方法之一。2025-3-16*標準單元的改進隨著積體電路工藝的發展，標準單元布圖方式也在不斷的改進，由於增加了佈線層數（3~7層）和採用“跨單元佈線”（over-cellrouting）技術。可允許出現不等高的單元。而單元引線端的位置也可以任意，不一定要在單元的上下邊界上，這樣有利於提高晶片的利用率。由此造成佈線通道的不規則性，給自動佈線演算法帶來了一定難度。出現了無通道的標準單元。2025-3-16*標準單元布圖模式存在的問題當工藝更新之後，標準單元庫要隨之更新，這是一項十分繁重的工作。為了解決人工設計單元庫的費時問題。幾乎所有的商業EDA工具，如Cadence，Mentor,Synopsys等都有標準單元自動設計工具。設計重用（Reuse）技術也可用於解決單元庫的更新問題。2025-3-16*現場可編程門陣列（FieldProgrammableGateArray）是一種可編程器件，它是近幾年迅速發展起來的，用於ASIC設計的一種新方法。FPGA提供了用戶可編程和自己製造的能力，極大地縮短了設計和製造時間。