集成电路的设计与验证.
集成电路设计的大致流程
集成电路设计的大致流程
一、需求分析
在集成电路设计的初期，首先需要进行需求分析。
这一步骤主要是理解并分析客户或市场需求，明确设计目标，包括性能、功耗、面积、成本等关键指标。
二、规格制定
基于需求分析的结果，制定出具体的规格书。
规格书详细描述了集成电路的各项特性，如工作电压、I/O接口、数据传输速率、功耗等。
三、电路设计
根据规格书，进行电路设计。
这一步骤通常使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）进行。
设计者会根据电路功能和性能要求，设计出满足规格的电路结构。
四、仿真验证
在电路设计完成后，需要进行仿真验证。
通过仿真软件，模拟电路的实际工作情况，验证电路的功能和性能是否满足设计要求。
如果发现问题，及时进行修正。
五、版图设计
仿真验证通过后，进入版图设计阶段。
这一步骤主要是利用专业版图编辑软件，将设计的电路转换为物理版图。
版图描述了器件的尺寸、位置以及互连关系。
六、物理验证
在版图设计完成后，进行物理验证。
这一步骤主要是检查版图中的物理错误，如器件尺寸错误、连接错误等。
物理验证通过后，版图才能
用于制造。
七、可靠性分析
在制造之前，还需要进行可靠性分析。
这一步骤主要是评估集成电路在各种工作条件下的稳定性和可靠性。
如果发现潜在的问题，及时进行修正。
集成电路设计仿真验证分享案例
3.关注新兴领域的发展动态，如量子计算、新型存储技术等，为集成电路设计带来新的创新点。
4.加强产学研合作，培养高素质的专业人才，以应对行业快速发展的人才需求。
5.开展跨学科研究，结合材料科学、生物学等领域的新进展，开拓集成电路设计的新方向。
-关键因素：市场需求的快速变化导致设计风险增加，产品上市时间成为竞争的关键。
-问题剖析：如何在不牺牲产品质量的前提下，缩短设计周期，降低开发成本。
3.人才与教育层面的挑战：集成电路设计是高技术含量的领域，对人才的专业知识和技能要求极高。
-主要挑战：行业内高端人才短缺，人才培养周期长，教育与实践之间存在较大差距。
-竞争激烈，企业间在技术、产品、服务等方面展开全方位竞争。
-市场趋势分析：未来市场将继续向高性能、低功耗、智能化方向发展，同时，物联网、人工智能等新兴领域将为集成电路设计带来新的增长点。
七、发展趋势与未来展望
集成电路设计领域在未来将持续引领科技创新，其发展趋势和前景充满机遇与挑战。
发展趋势：
1.技术微型化：随着摩尔定律的持续演进，集成电路的工艺节点将不断缩小，向3纳米甚至更先进的工艺发展。这将极大提升集成电路的性能，降低功耗，但同时也带来了一系列技术挑战，如量子效应、热管理等问题。
回顾集成电路设计领域的发展历程，从20世纪70年代的CMOS技术取代双极型晶体管，到90年代的深亚微米工艺，再到21世纪初的纳米级工艺，设计规模不断扩大，设计复杂度不断上升。当前，集成电路设计已进入16/14纳米甚至更先进的工艺节点，设计方法学也在不断演变，如基于IP核的设计、系统级设计等。
在社会中的实际应用方面，集成电路设计已深入人们生活的方方面面。以智能手机为例，其内部集成了大量的集成电路，用于实现通信、计算、摄影等功能。此外，在人工智能、物联网、大数据等新兴领域，集成电路设计的地位更是至关重要。
集成电路EDA与验证技术课件：模拟集成电路设计与仿真
模拟集成电路设计与仿真
常用命令格式： (1) DEFINE 格式：DEFINE <库名> <库路径> 例： DEFINE sample /export/cadence/IC615USER5/tools.lnx86/dfII/samples/cdslib/sa mple (2) INCLUDE 格式：INCLUDE <另外一个cds.lib 的全路径>
模拟集成电路设计与仿真
图3.2 Spectre中包含的各种仿真器
模拟集成电路设计与仿真
2．精确的晶体管模型 Spectre为所有的仿真器提供一致的器件模型，这有利于 消除不同模型间的相关性，从而得到快速收敛的仿真结果。 模型的一致性也保证了器件模型在升级时可以同时应用于所 有的仿真器。 3．高效的程序语言和网表支持 Spectre仿真平台支持多种设计提取方法，并兼容绝大多 数SPICE输入平台。Spectre可以读取Spectre、SPICE以及 Verilog-A格式的器件模型，并支持标准的Verilog-AMS、 VHDL-AMS、Verilog-A、Verilog以及VHDL格式的文本输 入。
模拟集成电路设计与仿真
5．有力衔接了版图设计平台 对于完整的版图设计平台而言，Spectre是不可或缺的重 要环节，它能方便地利用提取的寄生元件参数来快速完成后 仿真(post-layout simulation)的模拟，并与前仿真(pre-layout simulation)的模拟结果作比较，紧密的连接了电路 (Schematic)和版图(layout)的设计。 6．交互的仿真模式 设计者可以在仿真过程中快速改变参数，并在不断调整 参数和模拟之中找到最佳的电路设计结果，减少电路设计者 模拟所花费的时间。
集成电路开发与检测 1+x标准
集成电路开发与检测今天，我想和大家共享的是关于集成电路开发与检测的主题。
在当今的科技发展中，集成电路已经成为了各种现代电子设备中不可或缺的核心部件。
为了确保集成电路的质量和稳定性，开发与检测是非常重要的环节。
本文将从不同维度深入探讨集成电路开发与检测的相关内容，希望能给大家带来有益的信息和启发。
1. 集成电路开发在集成电路的开发过程中，首先需要进行电路设计。
电路设计是将系统需求转化为具体电路功能和结构的过程，需要对电路的性能、功耗、面积等进行综合考虑。
接着是电路仿真和验证，通过电路仿真软件对设计的电路进行验证，确保其功能符合设计要求。
最后是芯片制造和封装，将设计好的电路芯片制造出来，并进行封装和测试。
在集成电路开发的过程中，要注重电路设计的合理性和先进性，采用先进的工艺和技术进行芯片制造，确保电路的性能和可靠性。
还需要注重电路仿真和验证的全面性和准确性，确保电路的功能符合设计要求，能够稳定可靠地工作。
2. 集成电路检测集成电路检测是保证集成电路质量和稳定性的关键环节。
在集成电路制造过程中，需要进行多道的检测和测试，以确保集成电路的质量。
首先是电路设计验证和布局布线检测，通过电路设计验证软件对电路进行验证，并进行布局布线检测，确保电路的布局和布线符合设计规范。
接着是芯片制造过程中的工艺检测和封装测试，通过工艺检测和封装测试，确保芯片制造和封装的质量。
最后是成品测试，对成品芯片进行功能测试和可靠性测试，确保芯片的质量和可靠性。
在集成电路检测的过程中，需要注重检测手段和技术的全面性和先进性，采用先进的检测设备和技术，确保检测的准确性和全面性。
还需要注重检测过程的规范性和可追溯性，确保检测过程的规范和可追溯。
总结回顾通过对集成电路开发与检测的深入探讨，我们可以得出如下结论：集成电路开发与检测是确保集成电路质量和稳定性的关键环节。
在开发过程中，需要注重电路设计的合理性和先进性，采用先进的工艺和技术进行芯片制造，确保电路的性能和可靠性。
基于集成电路设计的模拟电路仿真与验证
基于集成电路设计的模拟电路仿真与验证随着科技的不断发展和进步，电子技术也越来越广泛应用于我们的生活中。
而集成电路设计和模拟电路仿真技术，则是电子技术领域中不可或缺的一部分。
在集成电路设计中，模拟电路仿真与验证是非常重要的一环，它可以很好地帮助我们检测和评估电路的性能和可靠性。
因此，本文将围绕基于集成电路设计的模拟电路仿真与验证展开探讨。
一、模拟电路仿真与验证基础知识在开始讨论模拟电路仿真与验证之前，我们需要了解一些基础知识。
首先，什么是集成电路呢？简单来说，集成电路就是将多个电路元件（如晶体管、电容等）通过微影工艺制在同一块硅片上的电路。
在集成电路的设计过程中，模拟电路仿真与验证是必不可少的，它可以帮助我们验证电路的可靠性和性能。
模拟电路仿真是指利用计算机来模拟电路的性能和行为，检查和评估电路设计的正确性和可行性。
模拟电路仿真的过程是，将电路元件和连接线都表示为数学模型，然后通过数学算法计算电路中各个元件的作用和互相影响，最终获得整个电路的电性能、响应等特性指标。
验证是指通过实际测试和验证手段，来检测电路的可靠性和性能是否符合预期。
验证可以分为两类：手动验证和自动验证。
手动验证是指通过手工测量等方法手动进行的验证，而自动验证则是指利用计算机软件等辅助工具实现的验证。
在验证过程中，我们通常会用到一些测试设备来测试电路的各种性能参数，如输入输出电阻、通频带、增益等。
二、模拟电路仿真与验证的工具在模拟电路仿真与验证过程中，我们通常会使用一些辅助工具，以便更好地完成电路的设计和验证。
下面我们将介绍一些常见的电路仿真和验证工具。
1. LTspiceLTspice 是一款由线性技术公司（Linear Technology）开发的免费电路仿真软件。
LTspice功能强大，支持从简单的模拟电路到复杂的数字电路仿真和分析。
它还提供了大量的设备模型和分析工具，能够对电路进行完整的性能测试和模拟。
2. ADSADS 是一款来自于美国 Agilent Technologies 公司的射频和微波电路设计和仿真工具。
集成电路设计的流片方法与结果验证
集成电路设计的流片方法与结果验证随着科技的不断发展和进步，集成电路的设计和制造成为现代电子行业中的重要环节。
在集成电路设计过程中，流片方法的选用和结果验证的准确性对于产品的性能和可靠性有着重要的影响。
本文将对集成电路设计的流片方法与结果验证进行探讨与分析。
一、流片方法的选择流片（Chip Fabrication）是指将集成电路设计图转化成实际的物理芯片的过程。
流片方法的选择直接影响着芯片的性能和制造成本。
根据不同的项目需求和制造工序，可选择以下不同的流片方法：1.概念验证流片：用于对设计概念进行验证，验证特定技术或架构的可行性，通常采用低成本工艺和廉价材料。
这种方法适用于初步验证产品概念和技术可行性，可以减少设计错误的成本。
2.原型验证流片：用于对整个产品设计进行验证，检查电路的功能、性能和可靠性。
原型验证流片通常采用成熟的工艺流程，能够更准确地还原设计意图，可快速发现设计中的问题和缺陷，有助于完善和优化设计。
3.批量生产流片：用于大规模生产的需求，通常采用成本较低的工艺流程和材料，以实现更高的制造效率和成本效益。
批量生产流片需要重点考虑制造工艺的稳定性和良率，以保证产品质量的稳定性。
二、结果验证的方法与技术结果验证是指对流片得到的物理芯片的性能和功能进行验证和测试的过程。
准确和全面的结果验证是保证产品质量和可靠性的关键环节。
以下是常用的结果验证方法和技术：1.电性能测试：通过对芯片进行电性能测试，包括电流、电压、功耗等参数的测量，以验证芯片的功耗和电路功能的准确性。
电性能测试通常需要借助专业的测试设备和仪器，例如示波器、电流表和万用表等。
2.时序验证：通过对芯片的时序信号进行测试和分析，确定芯片的时序约束是否满足设计要求。
时序验证通常借助于逻辑分析仪和时序分析软件，能够准确地分析芯片内部信号的延迟和时序关系，以保证芯片的稳定性和可靠性。
3.功能验证：通过对芯片的功能进行验证，检查芯片的逻辑功能是否正常工作。
集成电路的设计流程
集成电路的设计流程集成电路的设计流程是一个复杂而又精密的过程，它涉及到多个环节和多个专业领域的知识。
在整个设计流程中，需要考虑到电路设计的各个方面，从电路的功能需求到实际的物理制造过程，都需要经过严谨的设计和验证。
下面将从功能需求分析、电路设计、验证与仿真、物理实现等方面，对集成电路的设计流程进行详细介绍。
首先，功能需求分析是集成电路设计的第一步。
在这个阶段，需要明确电路的功能需求，包括电路的输入输出特性、工作频率、功耗要求等。
通过对功能需求的分析，可以确定电路的整体结构和基本工作原理，为后续的电路设计提供基础。
其次，电路设计是集成电路设计过程中的核心环节。
在这个阶段，需要根据功能需求，选择合适的电路拓扑结构和器件模型，进行电路的原理设计和电路图绘制。
同时，还需要考虑电路的布局与布线，以及信号的传输和时序控制等问题。
在电路设计的过程中，需要充分考虑电路的性能指标和工艺制约，力求在满足功能需求的前提下，尽可能提高电路的性能和可靠性。
接下来是验证与仿真。
在电路设计完成后，需要进行验证与仿真，以确保电路设计的正确性和可靠性。
通过电路的仿真分析，可以验证电路的性能指标和工作稳定性，发现并解决电路设计中存在的问题。
同时，还可以通过仿真分析，对电路进行性能优化，提高电路的工作效率和可靠性。
最后是物理实现。
在电路设计和验证与仿真完成后，需要进行电路的物理实现。
这包括电路的版图设计、工艺制程、芯片制造等环节。
在物理实现的过程中，需要考虑到电路的工艺制约和器件特性，保证电路的物理实现能够满足设计要求。
同时，还需要进行电路的测试与调试，确保电路的正常工作。
总的来说，集成电路的设计流程是一个系统工程，需要综合考虑电路的功能需求、设计、验证与仿真、物理实现等多个环节。
只有在每个环节都严格把关，才能保证电路设计的正确性和可靠性。
希望通过本文的介绍，读者能对集成电路的设计流程有一个更加全面和深入的了解。
集成电路版图设计与验证课件
5 常用工艺之二：光刻
❖ 目的：按照集成电路的设计要求，在SiO2或 金属层上面刻蚀出与光刻掩膜版完全相对应 的几何图形，以实现选择性扩散或金属布线 的目的。
5 常用工艺之二：光刻
❖ 主要步骤 ❖ （1）在晶圆上涂一层光刻胶，并将掩膜版
放在其上。 ❖ （2）曝光。正胶感光部分易溶解，负胶则
相反。 ❖ （3）显影、刻蚀。 ❖ （4）去除光刻胶
3.3 工艺集成
❖ 1 制作流程 ❖ 2 无源器件 ❖ 3 双极集成电路制造流程 ❖ CMOS工艺
1 制作流程
1 制作流程
2 无源器件
❖ 1、电阻 ❖ （1）淀积：淀积电阻层，然后光刻刻蚀 ❖ （2）扩散或离子注入：在硅衬底上热生长的
氧化层上开出一个窗口，注入或扩散与衬底 类型相反的杂质。
电阻
❖ （3）掺杂工艺：包括扩散工艺和离子注入工 艺。
3 工艺流程
❖ 以上工艺重复、组合使用，就形成集成电路 的完整制造工艺。
❖ 光刻掩模版（mask）：版图完成后要交付给 代工厂，将版图图形转移到晶圆上，就需要 经过一个重要的中间环节——制版，即制造 一套分层的光刻掩膜版。
3 工艺流程
❖ 制版——光刻掩膜版就是讲电路版图的各个 层分别转移到一种涂有感光材料的优质玻璃 上，为将来再转移到晶圆做准备，这就是制 版。
❖ 每层版图都有相对应的掩膜版，并对应于不 同的工艺。
4 常用工艺之一：外延生长
❖ 半导体器件通常不是直接做在衬底上的， 而是先在沉底上生长一层外延层，然后将 器件做在外延层上。外延层可以与沉底同 一种材料，也可以不同。
❖ 在双极型集成电路中：可以解决原件间的 隔离；减小集电极串联电阻。
❖ 在CMOS集成电路中：可以有效避免闩锁 效应。
电子设计领域集成电路测试与验证的技术方法
电子设计领域集成电路测试与验证的技术方法在电子设计领域中，集成电路的测试与验证是确保电路设计质量和可靠性的重要环节。
随着电子技术的不断发展和集成电路复杂度的增加，测试与验证技术的重要性也日益凸显。
本文将介绍几种常用的集成电路测试与验证技术方法。
一、功能验证功能验证是测试与验证的基础环节，旨在验证电路在不同输入条件下是否能够正确地产生预期输出。
在功能验证中，可以采用仿真验证和实际硬件验证两种方法。
1. 仿真验证仿真验证是利用计算机软件对电路进行模拟和测试的方法。
通过建立电路的数学模型，可以模拟电路在不同输入下的输出情况，进而验证电路的功能和性能。
仿真验证的优点是成本低、可重复使用和调试方便，可以在电路设计的早期阶段进行验证。
常用的仿真工具有SPICE、Verilog和VHDL等。
2. 实际硬件验证实际硬件验证是将电路设计制作成实际的硬件原型，并通过实验室设备对其进行测试和验证的方法。
相比仿真验证，实际硬件验证更加接近真实环境，可以更准确地评估电路的性能。
实际硬件验证的缺点是成本高、周期长、调试困难，适合在电路设计的后期阶段进行验证。
二、电路板级测试和芯片级测试电路板级测试和芯片级测试是针对电路板和集成电路芯片进行的测试与验证方法，用于确保电路板和芯片的运行正常和性能优良。
1. 电路板级测试电路板级测试是针对整个电路板进行测试的方法。
在电路板级测试中，可以使用测试点和测试仪器对电路板进行全面的功能测试，以确保整个电路板的正常运行。
电路板级测试一般包括功能测试、耐压测试、温度测试等环节。
2. 芯片级测试芯片级测试是针对集成电路芯片进行测试的方法。
由于芯片集成度高、结构复杂，芯片级测试需要运用先进的测试技术和设备。
芯片级测试一般包括逻辑测试、信号测试、功耗测试等环节。
常用的芯片级测试方法有扫描链（Scan Chain）测试、缺陷模拟测试等。
三、自动化测试和在线测试自动化测试和在线测试是通过引入计算机和自动化设备来提高测试效率和精度的测试与验证方法。
集成电路CAD综合设计与验证
实验四十四集成电路CAD综合设计与验证实验名称：集成电路CAD综合设计与验证实验项目性质：综合训练所属课程名称：VHDL与集成电路CAD实验计划学时：6学时一、设计目的1．熟练掌握MAX+PLUSⅡ的使用；2．学习VHDL硬件描述语言描述电路的原理；3．学会使用VHDL进行大规模集成电路设计；4．学习用CPLD/FPGA实验系统硬件验证电路设计的正确性。
二．预习与参考1．VHDL相关教程；2．电子技术基础；3．CPLD/FPGA实验开发系统实验指导书。
三．设计要求1．用VHDL进行大规模集成电路设计；2．层次化设计；3．分模块设计，有子程序的调用。
四．设计内容及步骤1．以自己学号的后两位数字(00～09则加上100)为模的计数器或自选大规模集成器件或控制电路，如数字钟、数字频率计、数字电压表、多位乘法器等，进行功能分析与设计；2．建立VHDL模型；3．在MAX+PLUSⅡ软件平台上进行VHDL编辑，编译，综合，仿真，定时分析，适配、配置；4．在CPLD/FPGA实验系统上下载，进行硬件验证电路设计的正确性；5．写出设计报告。
五．设计所用仪器设备和材料清单PC机，MAX+PLUSⅡ软件，KHF－3型CPLD/FPGA实验开发系统，打印机，墨盒，打印纸。
六．考核型式书面报告和通过硬件验证情况相结合。
七．报告内容1．设计目的；2．设计要求；3．所选择的设计器件或电路的功能要求与分析；4．设计思路，设计方案分析与确定；5．VHDL源程序；6．在MAX+PLUSⅡ软件平台上进行VHDL编辑、编译、综合、仿真、定时分析、适配和配置的情况；7．在CPLD/FPGA实验系统上下载，进行硬件验证情况；8．总结设计收获与体会。
八．思考题1．有哪些VHDL设计平台？2．用VHDL进行集成电路设计有哪些优势？3．在VHDL设计中，分模块、层次化设计有什么好处？4．如何进行自顶向下的系统设计？5．CPLD/FPGA 有什么优势？附：KHF－3型CPLD/FPGA实验开发系统资料1.所用芯片：ACEX1K系列的EP1K30QC208-3，引脚为208个，集成度为3万门。
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门阵列采用一种掩膜版编程的集成电路设计技术. 生产厂商提供的基片上完成生产的基本阵列,需要 定制的只有掩膜层只有布线层 二输入与非门 (门海) 效率低 嵌入式门阵列, 结构化专用集成电路 基片上已经集成了一些逻辑功能块 如处理器, RAM,DLL等 成本低 资源浪费 不够灵活 周期短(2周)
6 7 8 9 10 11 t11
7 8 9 10 11 12 t12
8 9 10 11 12
9 10 11 12
10 11Hale Waihona Puke 1211 1212
t
t13 t14 t15 t16 t17 时间
（b）时空图 图12.19 瓶颈段细分的流水线
流水线的性能指标
流水线的吞吐率
解决流水线瓶颈的方法之二：重复设置瓶颈段
半定制
标准单元是已设计好的具有一定逻辑功能的单元电 路,这些单元电路已经完成了紧凑的布局布线,经过 严格测试,能保证逻辑功能和严格时序.如门电路,触 发器,RAM等 单元电路由专用集成电路厂商设计好并放入他们的 标准单元库中提供给设计者. 需要所有掩膜层设计,周期相对长(2月),少量成本高 体积小,支持复杂设计,用户定制性能好,批量生产成 本低
顶层设计阶段
任务：
书写功能需求说明 顶层结构必备项 分析必选项-需要考虑技术灵活性、资源需求及开发周期 完成顶层结构设计说明 确定关键的模块（尽早开始） 确定需要的第三方IP模块 选择开发组成员 确定新的开发工具 确定开发流程/路线 讨论风险 预计硅片面积、输入/输出引脚数 开销和功耗
架构(Architecture)设计 1、芯片架构选择和设计 2、芯片设计的特殊考虑 3、制定架构（或功能）规范(Architecture Specification) 4、制定芯片功能验证计划
芯片架构选择和设计 软硬件的划分 硬件功能模块的划分 IP选择和设计 模块互连机制的选择和设计 架构的建模和仿真
顶层设计阶段
输出：
功能需求说明 顶层结构设计说明 初始的开发计划和资源需求 项目经理任务： 完成项目计划 确定资源（项目组、设备 工具） 组织培训课程
模块级详细设计阶段
任务： 顶层架构分解成更小的模块 定义模块的功能和接口 回顾并完善上一阶段完成的初始项目开发计划和 顶层结构设计文档 风险分析（作必要修改 降低风险） 组织开发小组学习开发规范（代码风格、开发环 境的目录结构、综合命令脚本） 检查芯片设计规则（温度 封装 引脚 供电） 重新估计芯片门数
芯片设计的特殊考虑 芯片制造商和工艺选择 设计的层次化 时序闭合性设计 可调试性设计 可测试性设计 可验证性设计 低功耗设计
制定架构（或功能）规范
制定功能验证计划
ASIC 设计思想
层次化设计 自上而下 自下而上 结合 串行设计 流水线技术 乒乓操作
流水线的基本概念
SOC system on chip IP (intellectual property) 知识产权 核(core) 设计好并通过验证的模块
全定制
所有版图都是设计者设计完成,制造厂商只需要将 其印刷在晶片上. 全定制设计开始于晶体管级 灵活:能控制所有的电路参数, 能达到最好的性能和最低功耗. 设计成本高,风险大. 适合于可多次复用,产量非常大或对性能功耗要求 非常苛刻的设计,如CPU, 标准单元电路
第一讲
集成电路的设计与验证
北京大学数字媒体研究所
集成电路产业发展历程 摩尔定律:每平方厘米的晶体管数每18个月翻一番
芯片的最大时钟频率大概每2.168年增长一倍
集成电路设计方法 手工设计阶段 计算机辅助设计 计算机辅助工程 电子设计自动化 (HDL语言和综合工具)
VLSI EDA
硬件描述语言: HDL hardware description language verilog HDL VHDL 实现从抽象的行为与功能描述到具体的内部 线路结构描述 自动综合工具:
t
t
t
（a）连接图
t
t
t
s
空间 S4 S3 S2c S2b S2a S1 1 t1 1 2 t2 1 2 3 t3 1 2 3 4 t4 1 2 3 4 5 t5 1 2 3 4 5 6 t6 2 3 4 5 6 7 t7
3 4 5 6 7 8 t8
4 5 6 7 8 9 t9
5 6 7 8 9 10 t10
系统仿真、综合和版图设计前门级 仿真
输出 RTL级仿真和门级仿真 测试报告 综合后的网表
后端版面设计 （由ASIC生产商完成）
后端版图设计包括: 平面图设计,模块布局,时钟树插入,布线,时序分析 ASIC生产商输出： 布局布线完成后的时间面积信息 布局布线完成后的网表和标准延时信息 硅片制造的信息 连接负载文件, 电容负载文件, 标准时延格式文件 任务： 测试版和最终版网表的版图设计 检查网表和测试矢量的错误 生成版图设计后的时间和面积信息
时间
产品1 产品2 产品3 产品4 产品1 产品2 产品3 产品4 产品1 产品2 产品3 产品4 产品1 产品2 产品3 产品4
工序 b 流水线生产方式 图12.1 非流水线生产方式和流水线生产方式比较示意图
流水线的性能指标
流水线的吞吐率
解决流水线瓶颈的方法之一：瓶颈段细分
输入 S1 S2a S2b S2c S3 S4 输出
版面设计后仿真/综合阶段
输出： 最终版本的网表 测试矢量文件 版面设计后仿真和静态时序分析结果 任务： 综合测试电路插入和测试矢量生成 生成一个版图设计文档 支持版图设计（平面设计和版图检查） 版图设计之后的重新综合
生产签字阶段 测试硅片准备阶段 硅片测试阶段
子系统仿真阶段
任务： 撰写并验收测试列表文档 撰写测试伪代码 仿真 输出： 仿真结果
系统仿真、综合和版图设计前门级 仿真
任务： 撰写和验收系统测试文档 编写测试代码 进行RTL级仿真和门级别仿真 记录跟踪问题的解决过程 检查芯片是否满足设计规范 开始撰写芯片的是使用指南 编写系统综合脚本、对系统进行综合 根据芯片特性，画出芯片内模块布局位置
FPGA基于SRAM技术,结构灵活,但逻辑不能 保持, 资源丰富,支持大规模电路设计(百万 门),价格昂贵 CPLD 基于Flash技术,逻辑写入后可以保持, 结构简单,逻辑延时小,功耗小,资源少,价格 低.
PLD市场目前只剩下Altera，Xilinx，Lattice，Actel， QuickLogic，Atmel六家公司，其中前5家为专业PLD公司， 并且前3家几乎占有了90％的市场份额，而我们一般使用 Altera，Xilinx公司的PLD居多，所以典型布局和布线的工 具为Altera公司的Quartus II和Maxplus II、Xilinx公司的 ISE和Foudation。 功能仿真:典型工具有Mentor公司的ModelSim、Synopsys 公司的VCS和VSS、Aldec公司 的Active、Cadense公司的 NC。 综合工具：典型工具有Mentor公司的LeonardoSpectrum、 Synopsys公司的DC、Synplicity公司的Synplify。
1 1 2 3 4 产品1 产品1 产品1 产品1 2 3 4 5 产品2 产品2 产品2 产品2 6 7 8 9 产品3 产品3 产品3 产品3 10 11 12 13 产品4 产品4 产品4 产品4 14 15 16
时间
工序
1 1 2 3 4 2 3 4 5 6
a 非流水线生产方式
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
流水线的基本概念
(3) 各个功能段所需时间应尽量相等，否则，时间长 的功能段将成为流水线的瓶颈，会造成流水线的 “堵塞”和“断流”。这个时间一般为一个时钟 周期 (4) （拍）； 流水线需要有“通过时间”（第一个任务流出结果 所 需的时间），在此之后流水过程才进入稳定工作状 (5) 态，每一个时钟周期（拍）流出一个结果； 流水技术适合于大量重复的时序过程，只有输入 端能连续地提供任务，流水线的效率才能充分发 挥。
预研阶段 顶层设计阶段 模块设计阶段 模块实现阶段 子系统仿真阶段 系统仿真,综合和版面设计前门级仿真阶段 后端版面设计 测试矢量准备 后端仿真 生产 硅片测试
预研
任务: 初始的产品系统结构设计 产品的初始规划与资源需求统计 风险和成本分析 可行性分析:利润模型分析,开发周期分析,资源需求分析,初始架构设计 输出: 项目时间和资源需求估计 面积估计 研发预算估计 初始系统结构设计 风险分析 目标 可行性 设计线路 开发工具的选择
DRC: Design Rule Check
ERC: Electrical Rule Check
RTL register-transfer level
等效性检查:检查两个设计在功能上是否等价 功能正确的参考设计 修改后的实现设计（待验 证的设计）
t
（b）时空图 图12.20 重复设置瓶颈段的流水线
流水线的基本概念
流水技术
流水技术是指：将一个重复的时序过程分解 成为若干个子过程，而每个子过程都可有效地在 其专用功能段上与其他子过程同时执行。
流水技术的特点
(1) 流水过程由多个相联系的子过程组成，每个 子过程称为流水线的“级”或“段”。“段” 的数 (2) 目称为流水线的“深度”。 每个子过程由专用的功能段实现；