​启闳半导体科技(江苏)有限公司QiHong Semicon TECHNOLOGY (JIANGSU) CO.,LTD

电子邮箱  
密码      忘记密码?
  注册
集成电路设计技术基础—布局布线
来源:整理综合自《集成电路产业全书》 | 作者:Belle | 发布时间: 2022-06-01 | 124 次浏览 | 分享到:

数字电路设计的布局布线(Placemet and Routing) 通常是通过软件自动化完成的,而模拟集成电路设计的布局布线要求与数字集成电路设计的布局布线有所不同。模拟集成电路的集成度小,由于是模拟信号,不仅要深入考虑晶体管的各种寄生效应等,同时要避免布局布线之间的寄生效应、耦合效应,权衡晶体管尺寸等一系列参数; 因此模拟集成电路的面积通常较大,布局布线通常也需要手工完成。下面主要针对数字电路的自动化布局布线进行阐释。


1.布局

布局,又称单元布局,是指安排逻辑网表中每个标准单元在芯片上位置的物理设计,且应满足设计规则要求。通常通过布线拥塞分析、静态时序分析、噪声分析以及电源分析等方法判断布局优劣。布局的主要指标包括布线拥塞程度、时序约束(建立时间约束和保持时间约束)和芯片内最大电压降。布局的主要方法通常分为全局布局和详细布局。全局布局使用解析算法和图片分割法,并结合使用快速计算的几何方法。布局使用仿真退火算法等优化方法。布局策略主要包括平坦式布局和层次化布局,前者一次性布局所有单元,后者则采用自底向上或者自上而下的方法进行分层次布局。


2.布线

布线是进行组件之间的互连线配置的过程,通常在布局完成之后进行。布线的原则是保证不同组件之间的连接畅通,同时符合一定的设计规则。布线应关注消除布线拥塞、优化时序、波小耦合效应、消除串扰、 降低功耗、保证信号完整性、预防影响制造的各类问题和提高成品率等。


布线的步骤如下。

(1)全局布线:为后续的详细布线做好全局规划。首先要制定全局布线的目标,然后根据设计的特征,做出具体规划。例如,需要布线设计的可以是芯片,也可以是定制的大模块;芯片的形状可以是正方形,也可以是长方形。会局布线要使总连接线最短、布线分散均匀、关键路径延时最小且遵守时序规则避免串扰以及保持总线聚集相连等。


(2)详细布线:在多层金属间进行连线,要求遵循时序的要求,同时能自动搜索连线错误并纠正错误,或对布线进行修正。详细布线必须理解所有设计规则(如密度要求、避免串扰及寄生效应等),自动切换并综合利用多层金属作为连线。


(3)布线修正:有自动修正、渐进修正、局部修正3种方法,通常结合实际情况,综合利用3种修正方法。