IC设计流程和设计方法 | 2009-7-29 16:01:00
集成电路设计流程
. 集成电路设计方法
. 数字集成电路设计流程
. 模拟集成电路设计流程
. 混合信号集成电路设计流程
. SoC芯片设计流程
Top-Down设计
–Top-Down流程在EDA工具支持下逐步成为IC主要的设计方法
–从确定电路系统的性能指标开始，自系统级、寄存器传输级、逻辑级直到物理级逐级细化并逐级验证其功能和性能
Top-Down设计关键技术
. 需要开发系统级模型及建立模型库，这些行为模型与实现工艺无关，仅用于系统级和RTL级模拟。
. 系统级功能验证技术。验证系统功能时不必考虑电路的实现结构和实现方法，这是对付设计复杂性日益增加的重要技术，目前系统级DSP模拟商品化软件有Comdisco，Cossap等，它们的通讯库、滤波器库等都是系统级模型库成功的例子。
. 逻辑综合--是行为设计自动转换到逻辑结构设计的重要步骤
bottom-Up设计
. 自底向上(Bottom-Up)设计是集成电路和PCB板的传统设计方法,该方法盛行于七、八十年
. 设计从逻辑级开始，采用逻辑单元和少数行为级模块构成层次式模型进行层次设计，从门级开始逐级向上组成RTL级模块，再由若于RTL模块构成电路系统
. 对于集成度在一万门以内的ASIC设计是行之有效的,无法完成十万门以上的设计设计效率低、周期长，一次设计成功率低
Top-Down设计与Bottom-Up设计比较
. 设计从行为到结构再到物理级，每一步部进都进行验证,提高了一次设计的成功率，提高了设计效率，缩短了IC的开发周期，降低了产品的开发成本
. 设计成功的电路或其中的模块可以放入以后的设计中提高了设计的再使用率(Reuse)
基于平台的设计方法
..ADD：Area Driving
Design面积驱动设计
..TDD：Time Driving
Design时序驱动的设计
..BBD：Block Based
Design
..PBD：Platform Based
Design，开发系列产品，基于平台的设计方法
数字集成电路设计流程数字集成电路设计流程
数字集成电路设计流程
1. 设计输入
电路图或硬件描述语言
2. 逻辑综合
处理硬件描述语言，产生电路网表
3. 系统划分
将电路分成大小合适的块
4. 功能仿真
5.布图规划
芯片上安排各宏模块的位置
6.布局
安排宏模块中标准单元的位置
7.布线
宏模块与单元之间的连接
8.寄生参数提取
提取连线的电阻、电容
9.版图后仿真
检查考虑连线后功能和时序是否正确
数字集成电路设计工具
. 主要的EDA vendor
– Synopsys：逻辑综合，仿真器，DFT
– Cadence：版图设计工具，仿真器等
– Avanti：版图设计工具
– Mentor：DFT，物理验证工具
– Magma: BlastRTL, Blast Fusion State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University
选择设计工具的原则
..只用“sign-off”的工具
– 保证可靠性，兼容性
..必须针对芯片的特点
– 不同的芯片需要不同的设计工具
..了解设计工具的能力
– 速度、规模等
设计工具的选择
..设计输入
– 任何文本编辑工具
– Ultraedit, vi, 仿真器自带编辑器…
..RTL级功能仿真
– Modelsim (Mentor),
– VCS/VSS（ Synopsys ）
– NC-Verilog（ Cadence）
– Verilog-XL （ Cadence）
设计工具的选择
..逻辑综合
– Cadence: Ambit, PKS;
– Synopsys: Design Compiler;
– Magma: Blast RTL
..物理综合
– Synopsys: Physical CompilerMagma: Blast Fusion
设计工具的选择
. 形式验证工具
– Formality（Synopsys）
– FormalPro（Mentor）
. Floorplanning /布局/布线
– Synopsys: Apollo, Astro,
– Cadence: SoC Encounter, Silicon Ensemble
. 参数提取
. Cadence: Nautilus DC
. Synopsys: Star-RC XT
. 时序验证
– Cadence: Pearl
Synopsys: PrimeTime
设计工具的选择
. DRC/LVS
– Dracula (Cadence)
– Calibre (Mentor ）
– Hercules (Synopsys)
. 可测试性设计(DFT)编译器和自动测试模式生成
– Synopsys: DFT编译器,DFT Compiler;自动测试生
成(ATPG) 与故障仿真, Tetra MAX
– Mentor: FastScan
. 晶体管级功耗模拟
– Synopsys: PowerMill
模拟集成电路设计流程
State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University
Schematic
Entry
Simulation
Layout
entry
RC
extraction
Postlayout
simulation
Start
Finish
Full-chip
DRC/LVS
Online DRC
设计工具的选择
..Circuit:
– Cadence Virtuoso Composer (Cadence)
..Simulation
– Synopsys: NanoSim, HSPICE
https://www.doczj.com/doc/1c12562106.html,yout
– Cadence Virtuoso (Cadence)
State Key Lab of ASIC & Systems, Fudan University
混合信号芯片设计流程
..首先，进行模拟/数字划分
..然后，分别设计模拟和数字部分
..最后，将模拟/数字模块协同仿真，并进行
版图拼接，验证
SoC芯片设计流程
.. SOC以嵌入式系统为核心，集软硬件于一体，并
追求产品系统最大包容的集成
SoC芯片设计流程
..软硬件协同设计
SoC芯片设计流程
..芯片规划、划分
..分系统之间的连线最少。
..功能相关性、数据相关性、操作相关性
SoC芯片设计流程
..系统规划、划分
– 软硬件划分
– 模拟数字划分
– 挑选IP模块
..各模块按上述流程设计
..验证和测试
– 软硬件协同验证
– 模拟/数字混合仿真
SoC设计的挑战
..验证工作高度复杂
..芯片的可测性设计
..功耗分析
..互连、串扰、IR drop
..热分析
..…
总结
..不同的电路，不同的设计流程
– 电路的种类
– 电路的规模
..设计流程不断演变
– IP reuse
– System Level synthesize