数字IC后端流程
数字集成电路后端设计的一般流程
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数字 IC top-down 设计流程
Mentor 的 Leonardo Spectrum。 4. 形式验证 是从功能上对综合后的网表进行验证。常用的就是等价性检查方法，以 HDL 为 参考，对比综合生 成的网表功能，验证他们是否在功能上存在等价性。这样做是为了保证在逻辑 综合过程中没有改变 原先 HDL 描述的电路功能。形式验证工具有 Synopsys 的 Formality，Mentor 的 FormalPro。 这些都没有问题了就可以进入后端设计了。
度。 11.整体物理版图验证 主要包括 LVS，DRC，ERC（Electrical Rule Checking 电气规则检查，检查短 路,开路等电气规 则违例）。工具前面已经介绍，这一步的完成基本上就是是整个芯片设计阶段 完成，下面的就是芯 片制造了。物理版图以 GDSII 的格式交给掩膜版厂做掩膜，然后到芯片代工厂 （Foundry）流片（tape out），在晶圆硅片上做出实际的电路。流片出来后要对样片进行各种测试，满 足要求后就可以批量 生产了。 附： DFT（Design For Test 可测性设计）。IC 设计时内部往往都设计为自带测试电 路的结构，DFT 的目 的就是在设计的时候就考虑将来的测试。DFT 的常见方法就是，在设计中插入 扫描链，将非扫描单元 （如寄存器）变为扫描单元，DFT 工具 Synopsys 的 DFT Compiler，Mentor 的 FastScan 等，需前后端设 计员合作，并参与 tapeout 后测试。还有随着制造工艺不断进步产生的 DFM （可制造性设计）问题等 等。 总结： Specification ->Architecture->RTL->SIM->DC->SIM->PT->DC->ASTRO->PT>DRC,LVS，ERC->TAPE OUT 数字 IC 设计中常见文件格式： .alf：Advanced Library Format describing IC technology, cells and blocks .cif：Caltech Intermediate Format，纯文本的中间文件，主要用于版图的导 入输出，不用于生产 .ctlf：Compiled Timing Library Format .db：data base .def:design exchange format .dspf：寄生参数交互格式 .edif：Electronic Data Interchange Format .gcf：General Constraint Format .GDSII： Graphic Design System II，Foundry 最常用的最终版图格式 .lef：Layout Exchange Format .lib：DC 工具用的库文件格式 .sdf：增量标准延时格式，用作静态时序分析模块 Prime Time 的输入 .spef：标准寄生参数交换格式 .tdf：工艺库对 pad 的定义文件 .tf ：Technology File format .tlf：timing library format
IC设计后端流程
IC设计后端流程1. 物理设计（Physical Design）：物理设计是将逻辑实现转化为布局和电路图的过程。
这个过程包括几个重要的步骤：-针对不同目标和约束进行电气特性分析和规划。
-进行物理分区和布局设计，在芯片上规划各个模块的位置和大小，并控制电路的连线密度和线长。
-进行电源网络设计，确保芯片内部各个模块的电源供应稳定。
-进行时序和容忍度等电性约束的分析和完成。
- 进行时序收敛（Timing Closure），优化电路以达到时序要求。
-进行时钟树设计和布线，确保时钟信号的传输稳定性和可靠性。
-进行信号连线布线，满足电性约束并最小化线长，以减小功耗、提高性能和降低突发噪声。
- 进行DRC（Design Rule Check）和LVS（Layout vs Schematic）等验证。
2. 标准细胞库设计（Standard Cell Library Design）：标准细胞库是一组预先设计好的、可重复使用的、具有标准接口的逻辑门和存储器单元的集合。
在这个过程中，需要：-设计标准细胞的逻辑和物理结构，以及相应的特性和工艺库。
-进行标准细胞的电源和地设计，以提供正确的电源和地连接接口。
-进行标准细胞的物理特性模拟和验证，以确保其满足设计要求。
3. 物理验证（Physical Verification）：物理验证是对物理设计结果进行各种检查的过程，以确保设计的正确性、规范性和可制造性。
主要包括以下环节：-设计规则检查（DRC）：检查设计是否符合制造厂商的设计规则，包括线宽、线距、开孔等。
-电路规则检查（ERC）：检查设计是否符合电路连接和功能规则，包括电压等级、电压偏置等。
-布局与原理图一致性检查（LVS）：检查布局和电路图是否一致。
-容忍度分析和优化：分析设计中的容忍度并进行优化，以提高电路的可靠性和稳定性。
-功耗分析和优化：分析设计中的功耗并进行优化，以减小芯片的功耗。
-可制造性分析：分析设计是否可制造，并针对可制造性问题进行修复。
数字ic设计流程与模拟IC
数字ic设计流程与模拟IC1. 首先是使用HDL语言进行电路描述，写出可综合的代码。
然后用仿真工具作前仿真，对理想状况下的功能进行验证。
这一步可以使用Vhdl或Verilog作为工作语言，EDA工具方面就我所知可以用Synopsys的VSS（for Vhdl）、VCS（for Verilog）Cadence的工具也就是著名的Verilog-XL和NC Verilog2.前仿真通过以后，可以把代码拿去综合，把语言描述转化成电路网表，并进行逻辑和时序电路的优化。
在这一步通过综合器可以引入门延时，关键要看使用了什么工艺的库这一步的输出文件可以有多种格式，常用的有EDIF格式。
综合工具Synopsys的Design Compiler，Cadence的Ambit3，综合后的输出文件，可以拿去做layout，将电路fit到可编程的片子里或者布到硅片上这要看你是做单元库的还是全定制的。
全定制的话，专门有版图工程师帮你画版图，Cadence的工具是layout editor单元库的话，下面一步就是自动布局布线,auto place & route，简称apr cadence的工具是Silicon Ensembler,Avanti的是Apollo layout出来以后就要进行extract,只知道用Avanti的Star_rcxt,然后做后仿真，如果后仿真不通过的话，只能iteration，就是回过头去改。
4,接下来就是做DRC,ERC,LVS了,如果没有什么问题的话，就tape out GDSII格式的文件，送制版厂做掩膜板，制作完毕上流水线流片，然后就看是不是work 了做DRC,ERC,LVSAvanti的是Hercules,Venus,其它公司的你们补充好了btw:后仿真之前的输出文件忘记说了，应该是带有完整的延时信息的设计文件如：*.VHO,*.sdfRTL->SIM->DC->SIM-->PT-->DC---ASTRO--->PT----DRC,LVS--->TAPE OUT1。
IC后端流程
IC后端流程物理设计是指将逻辑设计的电路转化为实际的二维或三维布局，并进行时序分析和电源规划等工作。
物理设计流程主要包括：1. 高层综合（High-Level Synthesis）：将逻辑设计中的高级语言描述（比如Verilog或VHDL）转化为RTL级（Register Transfer Level）的电路描述。
2. 逻辑综合（Logic Synthesis）：将RTL级电路描述转换为门级（Gate-Level）的逻辑网表，实现逻辑优化以精简电路规模和提高性能。
3.时序约束：在逻辑综合的基础上，制定时序约束，包括时钟频率、输入输出时序、时钟分频等，以保证电路的正确功能和时序性能。
4. 布局设计（Layout Design）：将门级逻辑网表进行物理布局，确定电路中各个元件（比如门、寄存器）的相对位置和连线的走向，以满足电路的性能、功耗和几何约束。
5. 连线设计（Routing Design）：根据布局设计结果，进行连线布线，包括选择连线层次、路由器设置、连线规则等，以确保电路的连接和稳定性。
6. 特殊器件布局（Placement of Special Devices）：针对一些特殊性能要求的电路元件，进行专门的布局设计和优化，以实现电路性能的最佳化。
验证是指对设计的逻辑正确性、时序性能和功能进行验证和检查。
验证流程主要包括：1. 仿真测试（Simulation Testing）：通过对设计的逻辑电路进行仿真验证，对设计进行功能和性能的测试，以保证电路的正确性和稳定性。
2. 时序分析和优化（Timing Analysis and Optimization）：对电路设计进行时序分析，确定时钟频率、数据传输速率、时钟延迟等，以优化电路的时序性能。
3. 功耗分析和优化（Power Analysis and Optimization）：对电路设计进行功耗分析，确定功耗峰值、功耗分布、功耗控制等，以优化电路的功耗性能。
ic设计流程
ic设计流程
IC设计（Integrated Circuit Design）是指将电子元器件和电路集成到单个芯片上的过程。
它经历了几个主要的流程，包括前端设计、物理设计和后端设计。
以下是每个流程的详细介绍：
前端设计流程：
前端设计流程是指在编写RTL代码后，将其转换为物理设计中的网表（Netlist）的过程。
这是芯片设计过程中的第一步。
此流程包括各种步骤，如功能验证、RTL设计、综合、时序分析和设计约束。
物理设计流程：
物理设计流程是指将RTL代码（硬件描述语言）转换为芯片的物理结构的过程。
这涉及到的主要任务包括物理验证、布局设计、时钟设计、布线和静态时序分析等。
后端设计流程：
后端设计流程是指在芯片物理结构设计后，进行后续的电路细节设计、验证和优化的过程。
该过程包括各种步骤，如电路模拟、电路提取、电路优化、时序确认和信号完整性验证等。
综上所述，IC设计流程是一个复杂的过程，需要经过多个阶段的设计和验证。
仔细规划和执行这些流程，可以确保芯片能够满足性能和可靠性方面的要求，同时也可以提高设计效率和降低开发成本。
IC设计的前端和后端
IC设计的前端和后端IC设计（Integrated Circuit Design）是集成电路设计的简称，是指将电子元器件（如晶体管、电容、电阻等）集成在单块芯片上的过程。
IC设计的工作可以被分为前端设计和后端设计两个阶段。
前端设计阶段主要包括了系统级设计、电路设计和逻辑设计。
这个阶段的目标是将产品的功能要求转化为电路的构建与连接方式。
首先是系统级设计，它是IC设计的第一步，主要负责根据产品需求将系统功能分解为不同的模块，并明确各模块之间的连接关系和通信方式。
系统级设计的工作常常需要将电路设计和软件设计结合起来，以保证产品能够顺利实现其功能需求。
接下来是电路设计，这个阶段主要关注电路的性能和功耗等方面。
在电路设计中，设计师需要选择合适的电子元器件，并通过优化和调整电路结构来满足设计要求。
这个过程通常会使用各种电路仿真和分析工具来验证电路的性能和功能。
最后是逻辑设计，这个阶段主要是将电路连接起来并组成逻辑功能。
设计师需要根据电路的连接关系和功能要求，使用数字电路模块（如逻辑门和触发器等）来构造复杂的数字逻辑电路。
逻辑设计的结果通常是一个逻辑电路的电气原理图。
在前端设计阶段，设计师还需要考虑一些重要的设计规范，如功耗、电磁兼容和故障容忍性等。
他们需要根据产品需求和可用技术，选择合适的设计方法和电子元器件，以满足这些设计规范。
一旦前端设计完成，后端设计阶段就开始了。
后端设计主要包括物理设计和芯片制造。
物理设计是将逻辑设计转化为实际的物理结构的过程。
物理设计的工作包括了芯片布局和电路布线两个方面。
芯片布局是将各种模块和电路排列在芯片的空间内，以最小化芯片的面积和功耗，并提高电路的性能和可靠性。
电路布线是将逻辑电路中的连线和通信路径具体地映射到芯片上的金属导线中，以保证信号传输的可靠性和延迟要求。
物理设计往往需要借助计算机辅助设计（CAD）工具完成。
芯片制造是将物理设计转化为实际的芯片的生产过程。
芯片制造的工作包括了掩膜制作、晶圆制造、半导体工艺、刻蚀、沉积、薄膜制备、金属化和封装等环节。
IC设计的前端和后端
IC设计的前端和后端IC设计是指集成电路设计，是一个集成芯片的整个设计过程，包括前端设计和后端设计两个阶段。
前端设计主要负责电路功能的设计和验证，后端设计则负责物理布局和相关验证。
前端设计（Front-end Design）前端设计是IC设计的第一阶段，也被称为电路设计阶段。
在这个阶段，设计工程师根据芯片规格和功能需求，设计电路的逻辑结构、电路结构以及模块之间的连接关系。
这个过程包括电路结构及逻辑设计、功能验证、性能仿真和验证等一系列步骤。
首先，设计工程师使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）来描述集成电路中的逻辑功能，并使用设计工具（如EDA工具）进行逻辑合成，将高级电路描述转化为低级门级描述。
接下来，通过功能验证来验证设计的正确性。
功能验证主要是通过软件仿真和硬件验证两个步骤进行。
设计工程师使用功能仿真工具对设计的英文进行仿真，验证电路功能是否符合规范和需求。
同时，还需要进行一定的硬件验证，通常使用FPGA等硬件平台进行验证。
此外，性能仿真也是前端设计的重要一环。
通过性能仿真，设计工程师可以对电路的性能进行评估和调优。
性能仿真可以提供电路的时序图、功耗等关键指标，以帮助设计工程师对电路进行优化调整。
前端设计的最终目标是得到一个功能完善、性能良好的电路设计，以供后端设计做进一步的物理布局和验证。
后端设计（Back-End Design）后端设计是IC设计的第二阶段，也被称为物理设计阶段。
在这个阶段，设计工程师将前端设计得到的逻辑电路进行物理布局和验证。
物理布局是指将逻辑电路映射到芯片上的具体位置，以及确定电路中各个元器件之间的物理连接关系。
首先，设计工程师需要根据芯片规格和布局约束，对芯片进行合理的分区划分，并确定各个区域的功能和布局要求。
然后，将逻辑电路进行细化和分解，对各个模块进行物理布局。
物理布局完成后，需要进行布局验证。
布局验证主要是验证电路的连通性、功耗分布、信号延迟等物理指标是否达到设计要求。
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西安邮电大学微电子学系
Data Setup
CMOS集成电路版图
逻辑单元库：一个完整的单元库由不同的功能电路所组 成，种类和数量很多，根据其应用可分为三类：
标准单元（standard cells）
组合逻辑
时序逻辑
模块宏单元（macro block）
ROM
RAM
专用模块（如ASSP、DSP等）
Black box商业IP（如ARM、标准单元等）
模拟模块（如PLL、振荡器等）
输入输出单元（I/O pad cell）
输入
输出
三态
考虑ESD
双向
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西安邮电大学微电子学系
Data Setup
CMOS集成电路版图
Physical Reference Libraries
2020/10/16
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西安邮电大学微电子学系
Data Setup
CMOS集成电路版图
后端设计数据准备
设计网表
gate-level netlist
设计约束文件 SDC file
物理库文件 sc.lef/io.lef/macro.lef
时序库文件 sc.lib/io.lib/macrand name designations for each layer/via Physical and electrical characteristics of each layer/via Design rules for each layer/Via (Minimum wire widths and wire-to-wire spacing, etc.) Units and precision for electrical units Colors and patterns of layers for display …
2020/10/16
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西安邮电大学微电子学系
Data Setup
CMOS集成电路版图
The Technology File (.tf file)：The technology file is unique to each technology；Contains metal layer technology parameters:
2020/10/16
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西安邮电大学微电子学系
Data Setup
CMOS集成电路版图
库文件
时序库：描述单元库中各个单元时序信息的文件。 （.lib库）
单元延时 互连线延时
物理库：是对版图的抽象描述，她使自动布局布线成 为可能且提高了工具效率（.lef库），包含两部分
技术LEF：定义布局布线的设计规则和foundry的工艺信息 单元LEF：定义sc、macro、I/O和各种特殊单元的物理信息， 如对称性、面积大小、布线层、不可布线区域、天线效应参 数等
I/O constraints file（.tdf）
工艺文件
technology file（.tf）
RC模型文件 TLU+
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西安邮电大学微电子学系
Data Setup
CMOS集成电路版图
Logical Libraries
Provide timing and functionality information for all standard cells (and, or, flipflop, …) Provide timing information for hard macros (IP, ROM, RAM, …) Define drive/load design rules:
CMOS集成电路版图
--概念、方法与工具
第6章 数字IC后端流程
邓军勇 djy@
029-85383437
2020/10/16
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数字IC后端流程
CMOS集成电路版图
Data Setup Design planning Placement CTS Route DFM & Chip Finishing
电压钳位单元（tie-high/tie-low） 二极管单元（diode），对违反天线规则的栅输入端加入反偏二极 管，避免天线效应将栅氧击穿 时钟缓冲单元（clock buffer/clock inverter）：为最小化时钟偏差 （skew），插入时钟缓冲单元来减小负载和平衡延时 延时缓冲单元（delay buffer）：用于调节时序 阱连接单元（well-tap cell）：主要用于限制电源或地与衬底之间 的 电阻大小，减小latch-up效应 电压转换单元（level-shifter）：多用于低功耗设计
Max fanout Max transition Max/Min capacitance
Are usually the same ones used by Design Compiler during synthesis Are specified with variables:
target_library link_library
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西安邮电大学微电子学系
基于ICC的数字IC后端设计流程
CMOS集成电路版图
There is no “golden script” for physical design
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西安邮电大学微电子学系
Data Setup
CMOS集成电路版图
布局布线的准备工作，读入网表，跟Foundry提供的STD Cell、 Pad库以及Macro库进行映射。
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西安邮电大学微电子学系
Data Setup
CMOS集成电路版图
物理单元库：和逻辑单元库分类相同，但也包括一些特 殊单元，在后端物理实现中的作用有别于其他逻辑电路
填充单元（filler/spacer）
I/O spacer用于填充I/O单元之间的空隙以形成power ring 标准单元filler cell与逻辑无关，用于把扩散层连接起来满足DRC规则 和设计需求，并形成power rails
2020/10/16
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西安邮电大学微电子学系
基于ICC的数字IC后端设计流程
CMOS集成电路版图
Use IC Compiler to perform placement, DFT, CTS, routing and optimization, achieving timing closure for designs with moderate to high design challenges.