P &R 12

Posted 2022-08-24 lelin

Floorplan包含：

• IO floorplan: 涉及板级设计、封装设计的交互，接口协议（timing相关），对一些高速接口需要做特殊考虑（如信号完整性等）。

• Power plan：芯片的电源和低功耗设计方案、功耗及IR仿真。

• Block floorplan：涉及设计结构，总线结构，时钟结构，数据流和timing。

• Pin assignment：涉及data flow，timing，工艺。

 

Floorplan的问题主要有：

• Large displacement相关的模块被摆放过远或逻辑detour，从而引入大量的buffering，进而导致area，routing和timing的问题。需要工程师对设计的数据流有一定的了解，将相关联的模块放在一起。

• Congestion在局部区域有大量的走线经过，通常由于large displacement、local high density等原因导致。tool通常采用把集中的cell推开和绕线detour等方法解congestion。这样会对timing造成一定的影响。解决办法有：控制local density，给多扇入的cell加额外pading, reorder scan chain等。

 

个人认为floorplan的QA不是很好量化，通常通过timing, area, power和routing侧面反应出来。而且也是一个需要反复迭代，不断优化，折中的过程。

 

Placement:

要做好placement需要掌握哪些知识跟技能？

 

通常，遇到placement问题，大致的debug步骤跟方法有哪些？

如何衡量placement的QA?

 

Placement和floorplan关系比较紧密，floorplan确定后，placement基本也定型了，后端能做的就是加一些 physical / timing constraint或一些option来指导工具布局。

在新工艺中，placement需要考虑base layer drc的问题，因此需要对工艺，desig rule有了解。还需要对EDA工具的行为有深入的了解，明白什么样的行为会导致怎样的结果。

 

Placement的QA通常通过PPA （Performance，Power和Area）来衡量：

• 看timing是否满足，是否有综合工具考虑不到的情况出现。

• 看绕线资源，是否有较大的overflow，评估往下走是否会有布线拥塞的风险并进行调整。

• 看利用率变化情况，是否有density过高的情况，local density过高会导致后续步骤的设计存在不收敛的风险。

• 看功耗，各种vt单元之间的比例，评估是否满足设计指标，后续步骤是否还有优化空间。

CTS:

要做好CTS需要掌握哪些知识跟技能？

通常，遇到CTS问题，大致的debug步骤跟方法有哪些？

如何衡量CTS的QA?

 

做CTS需要了解芯片的时钟结构，STA，DFT，功耗分析等方面的知识。通常，时钟功耗在芯片功耗中占比很大，所以要尽量控制时钟树的功耗；clock skew 对 setup / hold 收敛至关重要，所以要利用并控制好clock skew。

 

CTS Debug：

• 检查CTS sdc的正确性，是否存在漏做时钟、过约束设计；

• 检查每个时钟的latency和级数是否在正常范围内，从物理上最远的时钟路径来看latency和级数是否合理，走线是否有detour，是否有大量的balance delay cell。通常在CTS之前，需要检查时钟单元的布局，及早发现detour的问题。

• 检查每个corner下的clock skew是否符合预期，是否存在不同corner下，由于RC / std cell variation引起的不符合预期的skew变化。

• 检查时钟单元是否有扎堆现象，较大的时钟单元容易引起IR问题。

• 检查时钟绕线是否符合预期，新工艺下通常采用Non defaul routing rule来做时钟绕线。

 

通常通过clock latency, clock skew, clock inst count, total clock net cap, clock power和timing(setup是否能满足，hold timing TNS是否合理) 来衡量CTS的QA。

 

Route:

要做好Route需要掌握哪些知识跟技能？

 

通常，遇到Route问题，大致的debug步骤跟方法有哪些？

如何衡量Route的QA?

要对EDA进行route有基本的了解，熟悉route的一些基本的步骤以及现阶段route的一些主流的算法，最好还要对所用工艺比较熟悉。熟悉DRC的check。

 

 

Route Debug:

• DRC问题：看是否满足Design Rule Check，是否存在short 和metal layer drc，这方面需要对所用的工艺比较熟悉，要了解每一代工艺会出现哪些新的DRC，router需要对于新的工艺做哪些新的设置。

• Timing问题：如果timing degrade 很多的话，需要看是否有detour，是否有很大的SI，也要检查trial route engine和real rc engine之间的correlation。

• 检查DFM相关信息，比如wire spread，NDR route，DFM via 比例等。

 

Route QA：

• DRC数目是否足够小，是否在可控制的范围之内。

• post route 和 pre route的timing correlation。

 

多说一句：Innovus nanoroute对于advanced node的routing有很强的handle能力，nanoroute route出来的design DRC会比较少，而且nanoroute是timing Driven的routing。

 

DRC:

要做好DRC需要掌握哪些知识跟技能？

通常，遇到DRC问题，大致的debug步骤跟方法有哪些？

如何衡量DRC的QA?

 

DRC与工艺、电器设计规则，版图知识密切相关，要对EDA tool、rule deck有深入了解，要清楚design 中用到的特殊器件，清楚设计中的供电情况。

 

DRC问题可以分为前段和后段：

• 前段主要是base layer的检查，在floorplan和powerplan完成后，尽快做一版粗略的placement，供baselayer DRC检查。

• 后段主要是metal layer的检查，通常EDA Tool 在routing时，所用的tech file能cover大部分metal layer的drc，存在的问题主要是density，还有和顶层模块拼接时出现的mis-match的问题。

 

一般简单的DRC问题可以根据design rule的描述进行修复，在debug复杂问题时：

• 先从rule deck入手，保证rule 版本和配置的正确性，电源，PAD指定正确。

• 确认input data是干净的，db在pr database里是clean的，IP中的特殊标识层是完备且正确的。

• 先清PG short， text问题；再解latch up，esd的问题

• 结合design rule说明文档，ERC报告等，具体分析。

 

衡量DRC QA：

• LVS clean

• Antenna clean

• DRC/ERC不clean的地方经IP vender和foundry确认可以waive