LEF 格式

Posted 2020-12-02 lelin

LEF　文件是布局布线根据使用的cell 几何信息库的文件格式，下面是一个LEF文件的部分，右边是对他的解释。布局布线工具将根据LEF文件的信息决定怎样布局，怎么走线，怎样生成通孔。

VERSION 5.5；版本说明

NAMESCASESITIVE ON;LEF 区分格式大小写。

BUSBITCHARS "< >";　　设置定义bus标志符，端口名称为X<1>,X<2>,...X<n> 将看作bus

 

UNITS

DATABASE MICRONS 100;　　设置定义1微米分成100个unit,即为单位长度的值。

END UNITS

 

LAYER metal1  设置定义层为金属1层，同时下面是对定义的金属1层的具体细节设置。

　　TYPE ROUTING; 　　定义metal1用于routing

　　WIDTH 0.10;　　定义金属1层在作为布线金属时，默认线宽为0.1 um

　　SPACING 0.30;  　　定义金属1层的走线间距为0.3um

　　PITCH 1.2;　　定义金属1层到通孔的距离为1.2

　　DIRECTION HORIZONTAL;　　金属1层走线方向为水平走线。

　　CAPACITANCE CPERSQDIST 0.000140； 该设置定义每一个方块(1x1um)的电容大小。

　　RESISTANCE RPERSQ 0.04；　　设置每一个金属的方块电阻。

END metal1

 

LAYER via

TYPE CUT;　　定义via为布局布线下的CUT类型，即Metal1 和 Metal2 的通孔

END via

 

LAYER metal2 该设置定义金属2，与上面的金属1设置类似。

TYPE ROUTING ;

WIDTH 0.30 ;

SPACING 0.30 ;

PITCH 1.20 ;

DIRECTION VERTICAL ; 该设置与金属1层有区别，走线方向为垂直。

CAPACITANCE CPERSQDIST 0.000120 ;

RESISTANCE RPERSQ 0.020000 ;

END metal2

 

VIA M1_POLY1 DEFAULE　　该设置定义怎样产生通孔，这里生成默认情况下metal 与poly1 之间的通孔。这里产生的通孔在上下两层都是default width时产生的，当上下两层不是默认宽度时，有另外的规则定义。

LAYER poly1;

RECT -0.30 -0.30 0.3 0.3 ;　　设置定义Poly1(多晶) 的形状。

LAYER cont;

RECT -0.15 -0.15 0.15 0.15;　　设置定义cont(接触孔)的形状。

LAYER metal1;

RECT  -0.3 -0.3 -0.3 0.3;　　设置定义metal1的形状

END M1_POLY1

 

VIA M2_M1 DEFAULT 该设置定义默认情况下metal1 与 metal2 之间的通孔。与上面通孔设置类似。

LAYER metal1 ;

RECT -0.30 -0.30 0.30 0.30 ;

LAYER via ;

RECT -0.15 -0.15 0.15 0.15 ;

LAYER metal2 ;

RECT -0.30 -0.30 0.30 0.30 ;

END M2_M1

 

VIA M3_M2 DEFAULT 该设置定义metal2 与 metal3 之间的通孔。

LAYER metal2 ;

RECT -0.30 -0.30 0.30 0.30 ;

LAYER via2 ;

RECT -0.15 -0.15 0.15 0.15 ;

LAYER metal3 ;

RECT -0.30 -0.30 0.30 0.30 ;

END M3_M2

VIARULE VIAGEN21 GENERATE 与前面通孔设置不同，该设置定义在非默认情况时通孔的生成规则。

LAYER metal1 ;

DIRECTION HORIZONTAL ;

OVERHANG 0.3 ;

metaloverhang 0.0 ;

LAYER metal2 ;

DIRECTION VERTICAL ;

OVERHANG 0.3 ;

metaloverhang 0.0 ;

LAYER via ;

RECT -0.15 -0.15 0.15 0.15 ;

SPACING 0.6 BY 0.6 ;

END VIAGEN21

 

SITE standard 该设置定义各种site，此处定义标准单元的site。

SYMMETRY y ;

CLASS core ;

SIZE 1.20 BY 10.80 ;

END standard

 

SITE IO 该设置定义IO 单元的site。

SYMMETRY y ;

CLASS pad ;

SIZE 21.05 BY 70.80 ;

END IO

 

SITE corner 该设置定义芯片四个拐角上的pad 的site。

CLASS pad ;

SIZE 70.80 BY 70.80 ;

SYMMETRY y r90 ;

END corner

 

SITE SBlockSite 该设置定义硬核单元block 的site，用于block，如RAM/ROM, HardIP。

CLASS core ;

SIZE 1.00 BY 1.00 ;

END SBlockSite

以上LEF 定义了各种布局布线规则，工具根据这些规则进行布局布线。以上LEF即为布局布线工具使用类似工艺文件性质的LEF数据。

 

下面定义各种不同cell 的几何信息，提供给布局布线工具使用。

MACRO AOI21_B 该设置定义单元AOI21_B的LEF信息。

ORIGIN 0.00 0.00 ; 该设置定义原点坐标。

SIZE 6.00 BY 10.80 ; 该设置定义单元大小，单位为um

SYMMETRY x y ; 该设置定义工具可以在x y 方向旋转摆放该单元。

SITE standard ; 该设置定义standard site， 该设置说明该单元类型为标准单元，其他类型还有IO，则是SITE为IO。

CLASS CORE ;该设置定义该单元是在芯片内核中使用而不是可以放置在IO的位置。

PIN vdd! 该设置定义电源的名称 pin vdd！。

USE POWER ; 该设置定义vdd！是用于power。

DIRECTION INPUT ; 该设置定义vdd！是输入PIN脚。

SHAPE FEEDTHRU ;

PORT

LAYER metal1 ; 该设置定义该单元的vdd！ 的 形状。。

RECT 0.00 9.15 6.00 10.65 ; 该设置定义vdd！的金属1层RECT 矩形形状参数。

END

END vdd!

 

PIN gnd! 该设置定义地线名称 pin gnd！。

USE GROUND ; 该设置定义gnd！用于地。

DIRECTION INPUT ; 该设置定义gnd！是输入PIN脚。

SHAPE ABUTMENT ;

PORT

LAYER metal1 ;

RECT 0.00 0.15 6.00 1.65 ; 该设置定义gnd！的金属1层RECT 矩形形状参数。

END

END gnd!

 

PIN Y 该设置定义PIN脚Y。

DIRECTION OUTPUT ; 该设置定义Y 是输出端。

PORT

LAYER metal1 ;

RECT 4.12 2.32 4.28 2.48 ; 该设置定义Y 在金属1层的形状。

RECT 5.32 8.32 5.48 8.48 ;

RECT 5.32 7.12 5.48 7.28 ;

RECT 5.29 5.89 5.51 6.11 ;

RECT 5.29 4.69 5.51 4.91 ;

RECT 5.29 3.49 5.51 3.71 ;

LAYER cont ;

RECT 4.05 3.15 4.35 3.45 ;

RECT 4.05 2.25 4.35 2.55 ;

RECT 5.25 8.10 5.55 8.40 ;

RECT 5.25 7.20 5.55 7.50 ;

END

END Y

 

OBS 该设置定义OBStruct阻塞的参数， 即下面定义的区域不可以布线（这里是metal1）。

LAYER metal1 ;

RECT 5.09 1.95 5.85 2.71 ;

RECT 5.09 3.29 5.85 3.91 ;

RECT 5.09 4.49 5.85 5.11 ;

RECT 5.09 5.69 5.85 6.31 ;

RECT 5.09 6.89 5.85 7.51 ;

LAYER via ; 该设置定义布局布线工具不可打孔的地方。

RECT 5.28 7.08 5.52 7.32 ;

RECT 5.28 8.28 5.52 8.52 ;

RECT 4.08 2.28 4.32 2.52 ;

END

END AOI21_B

END LIBRARY

 

 

1， SITE

SITE standard 该设置定义site。

SYMMETRY y ;

CLASS core ;

SIZE 1.20 BY 10.80 ;

END standard

site 是布局布线工具识别单元中最小的几何单位，一个设计中可能有几种site，site standard 指标准单元的site，site IO 指IO pad 的site。一般说来，cell 的高度是一定的，等于site 的高度，cell 的宽度是site 的整数倍。

 

2， Via rule

通孔生成规则，布线时，不同层的线连接时需要打通孔，不同的情况需要不同的通孔生成，生成什么样的通孔由LEF 内的通孔生成规则决定。

 

3， pitch

pitch 是LEF 中一个重要的概念，它定义了将来布线的间距，它对布线的效果有很大的

影响。pitch 就是同一层中金属的间距，布局布线是一个有网格布线器，它布线的最小网格就是1 个pitch，如下图所示。

信号线是沿着网格走的，pitch 大于等于line to via spacing， 即保证1 个格点上走线，相邻格点打孔，孔与线的间距不违反间距规则。在多层布线中，一般定义各层pitch 相同或保持一个简单关系，如1:2,这样保证好的布线效果。pitch 的大小一定要仔细考虑。

 

4， abstract

一个cell 的完整版图包含了所有层的信息，但是在布局布线工具使用中，并不需要那么多的信息，布局布线工具只要知道pin 的位置、什么地方不能布线、等较少的信息就可以了，这样可以减少数据量，提高处理速度。

如下图所示是一个cell 的版图（layout）和它的LEF的图形描述。布局布线将用cell 的abstract信息来布线。

 

 

 有一些专门的工具用于将cell 的完整版图转成abstract，如cadence 的abstract generator。