第二章标准单元设计技术

黄越（10月31改动）

第二章标准单元技术

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本章将要了解的内容有：

?为什么在数字电路版图设计中标准化是重要的？

?在模拟电路版图设计中标准化技术的优点

?为什么要把一些单元放在一起

?只有很少的金属层布线时应该了解的注意点

?有很多的金属层布线时应该了解的注意点

?为了布线如何插入布线通道

?什么时候布局粗的电源线

?高密度区域信号的输入与输出

?如何保证单元之间有合适的距离

?如何完全通过版图设计规则的检查

?如何节约设计时间

?如何保护门电路不被损坏

标准单元技术的设计思想

为使自动版图设计工具能够布局布线，需要制定规则。比如单元设计规则、布局规则、测试规则。

稍稍想象一下塑料拼装玩具，这些规格统一的玩具块都在相同一个地方有用于连接的连接头和连接空隙。用这些塑料方块可以拼成一个大方块。所有的塑料块都可以相互拼装。

因为这些塑料块都是标准的长、宽、高，并按标准格式将塑料块拼装好。不可能将任何非标准的块与这些标准的块拼在一起。

像这些标准塑料方块一样，用自动版图设计软件依据网格线和设计规则来设计单元库。标准单元库之间同样要求能够相互集成。为实现这个设想人们利用各种标准化的技术来构造这个特殊的单元库。

标准化技术同样也适用于模拟电路版图设计，即使是不使用自动版图设计软件的情况。由于这些标准化技术在数字电路版图设计中是强制执行的，所以本章的重点及举例主要使用数字电路版图设计。

标准网格

通过将器件布局在标准网格上，标准化的版图系统可以自动布线并能够保证标准单元所有可行的布局。这些网格就像一个个标准平面正方形塑料块拼装在一起。这是我们首先讨论的问题。

讨论过网格后，再来讨论一下布局在这些网格之上的标准单元。如果我们利用网格布局并使用设计规则统一的（设计）单元，就可以使用自动工具来进行布局布线。不考虑软件的决定性的因素的情况下，我们的电路就会正确的设计出来。

基于网格的系统

典型的布线软件是基于网格的。基于网格的布线器有两个限制。固定线宽以及只能将器件对称的布在网格线上。不能在基于网格的系统中随心所欲的进行设计，必须符合网格布线规则。

决定网格大小的因素??

假设第一金属层最小线宽为1微米，换句话就是最小线间距为1微米的工艺下。每根线的宽度为1微米，两根线的间距为1微米，因此两根平行线的最小距离为3微米。

图2-1 网格大小举例，最小线宽为1微米，最小线间距为1微米。因此，两根线占了3微米的宽度，在这种工艺中，已经建立了线中心到线中心间距为2微米的网格。

在图2-1示例中，可以看到两根线的线中心距离是半根顶部金属线的线宽，加上两根线的线间距，再加上半根底部金属线的线宽，总共是2微米。两个金属线的线中心距离是2微米，所以要使用基于2微米的网格。

先确定在所使用的工艺中的最小线宽和最小线间距，才能确定将使用多大的网格。最小线宽越宽，线间距越大，所使用的网格就越大。

在本例中，使用2微米的网格可以保证在这个工艺中按工艺要求布线总是正确的。

设计尺寸决定网格的大小

在这个工艺中我们可以在第二金属层，甚至更多层金属层上布线。

首先先定义基片上布满X（水平方向）和Y（垂直方向）的网格线。基于网格的布线器只能将线布在网格线上，从一个网格交叉点到另一个网格交叉点。

图2-2 自动布线器只能在X轴和Y轴的的网格线上布线

尽管布线受到网格线的限制，但它使自动布线软件可以尽可能自动布线，基于网格的布线器布线时完全依赖这些网格。

基于网格的布线器可以在不同层使用不同大小的网格布线吗？

也许你会在不同层使用不同大小的网格，但当试图连接不同层的布线时，布置用于连接在不同层的水平和和垂直线的通孔时变得很棘手。

试着在一种网格的上面再画上稍微大一点的另一种网格，就会发现两层的网格交点几乎没有一个是重叠在一起的。所以，使用不同大小网格的布线的金属层几乎是不可能连通的。

做过试验后，我们了解了什么才是基于规则的布线器应该做的（见下一节）

基于规则的布线器

现代工艺中，同一工艺使用不同网格尺寸，因为不同层的金属线的最小宽度和最小线间距不同。若强制所有层上的网格使用同一种尺寸的话，人们将不得不使用芯片所有层上最大的需求尺寸。例如，如果在某一层可以使用1微米的间距，为何还要强制在该层使用2微米的间距呢？接下来看看如何解决这个问题。

基于规则的布线器是基于网格的布线器的升级版本。每一层布线是用实际的设计尺寸来替代固定尺寸。

因为简单、容易使用，绝大多数人使用基于网格的布线器。我们不必将每一层的网格尺寸整合起来。在老版本基于网格的布线器中，只需告诉网格在哪儿布线器就会把线布在网格线上，布线工作变得非常容易，布线软件也容易编写。

然而，使用基于规则的布线器可以获得更加紧凑的线路。每一金属层的线宽度和线间距可以不同，一些层上的线路可以进一步压缩，可以有更小的网格尺寸，节约版图空间。每层按方向的布线技术

计算机可以在第一金属层随意的布线。然而，如果把芯片所有的部分都布在第一金属层的话，将会画地为牢无法布通。

就像你与你的朋友在玩铅笔和纸的游戏，将对方陷入一个网状的陷阱中。在电影“TRON”中有一个关于两个摩托车手玩的游戏。两位骑手比赛开摩托车试图用车印将对方圈住。够快、够酷的电影。

假设要在同一层布成百上千的器件，如果随意布线的话，发现很快就会阻塞其它器件的布线路径。

为了能够使所有很多器件的版图能够布线布通，必须在某些地方使用第二金属层，以解决在第一层形成陷井的地方的布线问题。

人们使用两个金属层的通道“通孔”将多层板的线路连接起来。使用基于网格的系统，连接第一和第二层金属层的通孔只能在线路通过的网格线上。

使用何种工艺决定人们使用多大的网格。这里仍然使用2微米的网格来举例。像上面提及的，在第一金属层布线时只能精确地沿着网格线来布线，在第二金属层布线时同样也要使用同样的方法。

如果在两层金属层中都使用网格来布线，并对布线不加以约束，随意布线的话，第一和第二金属层很快就不能继续布线了。

图2-3 你曾经和你的朋友玩过像这样的陷阱游戏吗？即使有两层，你很容易便发现很快你就不能再布线了。

与在一层板上随意布线相比，在二层板上随意布线布通的概率会更高。因第二层板能将在无法在第一层板上布通的线继续布下去。但是，即使是这样，我们也会很快陷入绝境。

人们随意布线时，为了保证能够布通常常需要越来越多的金属层。但是，实际上是没有这么多的金属层可供我们使用。有一个比较好的方法可以较好的解决这个复杂问题。

如果只在第一金属层布水平线，第二金属层布垂直线，你会觉得这个想法怎么样？天才的想法！绝对天才的想法！

图2-4 这种设计技巧允许能仅仅使用两层金属使得具有复杂交叉点的线路布通，并且不会形成“陷阱”。第一金属层只布水平线，第二金属层只布垂直线。

若要改变布线方向，只需改变金属层布线即可。例如，当你要从一点到另一点布线的时候，首先在第一金属层布水平线，接着通过通孔连到第二金属层布垂直线。水平线、垂直线因在不同的板上所以不会形成交叉。使用这个技巧，仅用二个金属层，就可以布通所有的线路而不会形成“陷阱”。

你认为如果平行线垂直方向仅移动1或2个网格时是否仍采用二个金属层来布线？在图2-5中，可以看到5根平行线在相同的部位都上跳一个网格，你是否考虑不用第二金属层布这些短的垂直线？

图2-5 你是如何考虑非常短的跳线？是只需在同一金属层布线，还是布到另一层上去的？

如果垂直跳线的长度只有1~2个网格距离，一般跳线和水平线布在一个金属层上。（如果这就是你的回答的话，那么恭喜你答对了。）

迟钝规则：对于短的跳线不要改变金属层布线层

大致说来，将垂直线转入第二金属层布线可以使第一金属层上不更多的水平线，但是

如果两个水平线之间的跳线只相距一个网格也采取这个方法，两个平行线之间也不可能布其他的平行线，所以我们用这个方法也不能获得任何好处。

不仅如此，还有可能产生不利因素。当你使用某一金属层布线时，其他的线路就不能使用该层同一位置布线。而在同一层同一位置上重复布线的可能性是存在的。当这种情况出现时，你就不得不会选择使用第二金属层布短跳线来避开重复布线的位置。两根线之间也也不允许再布其他的线了。

图2-6 第二金属层的某个区域已被占用了。

使用这个技巧，还可以获得可靠性的提高。因为连接短跳线的通孔可能会导致高阻抗。不仅如此，通孔有时在加工时会没有被完全蚀刻。因此，仅仅跳开1~2个网格的平行线不必使用第二层布线，只需在第一层布线即可。

图2-7 小跳线只需在同一层布线即可

基于网格系统的库规则

设计库单元

当使用基于网格的布线器布线时，需要制定一系列涉及布线所有情况的设计规则。一般我们就是使用这些规则来设计完整的标准单元库。每个单元、每个反相器、每个与非门…所有器件的设计都服从这些规则。

输入、输出线的调整

图2-8是一个标准的反相器的逻辑图，输入标为A，输出标为Z

图2-8 标准反相器的逻辑图要将输入线A和输出线Z用网格线完全布好。否则将丢失通过自动布线器所布的连接点。

图2-9显示了反相器在标准单元中的图形，注意输入和输出A、Z位于单元的中心。输入、输出线A和Z不能随便的布线，必须像所有走线一样布在网格上。如何将A、Z用布线连起来呢？

图2-9 是标准反相器单元的版图，当只能在网格上布线时，如何保证接线是好的呢？

将网格放在反相器的版图上，这样用网格布线就容易的多了。

图2-10网格系统覆盖在标准化的反相器的版图上面，注意输入、输出端用网格线对准。使用自动布线程序便可以完成本单元的布线。

观察反相器的布局可以发现A和Z连接十分方便，因为A和Z位于水平网格线和垂直网格线的交点上。

必须用同样的方法将标准单元中的所有构件放在网格交叉点上。所有版图上的如走线、单元和交叉点等都要遵守这些规则。例如有关布局的规则和最小间距，否则就不能保证能通过自动布线系统的DRC和LVC的验证。

不仅要求所有单元要与网格的尺寸相符合，而且要求单元内部器件也要与网格吻合的很好。这似乎是一个很一般概念，但人们会惊奇的发现单元一旦布局好后，内部构件的精确定位就变得容易的多。（先布内还是先布外？）

最近我们发现了一些问题，有些人没有将部分单元器件精确地定位在网格的交叉点上，只是稍稍偏了一点。自动布线器在布线时，认为有足够的空间可以布下一根线，实际上线可能与该器件连接再一起了。不过单元精确的布局，那么空的网格点离单元内部器件的距离足够远的话，就不会产生上述的错误。发生这种错误时我们不得不对内部器件重新布局。

最后的要点是将标准单元的输入和输出端不仅布在X方向的网格线上而且要布在Y方向的网格线上。使自动布线软件在水平和垂直方向都能够发现它们，这种做法听起来容易，但是却要认真仔细的对待的问题。

固定的高度，不定的宽度

如果库中每个库单元的都有不同大小的电源端。每个库单元的高度都不同，那么布线工作将陷入一片混乱。使用软件也难以布通，即使这些器件是布局在网格交叉点上。注意在图2-11所示小、中、大的反相器造成电源连线曲曲折折。

图2-11 为各种高度的器件布线如单元和电源端，是一件非常棘手的事。

所以，要保持器件高度统一，使库单元都符合我们称作“固定高度的器件”。整个库单元都具有某一个具体的高度。

如果需要较大的逻辑库单元去驱动较大的负载，只要加大单元宽度并将大的晶体管分成许多较小的晶体管来适应内部尺寸的要求。但是，始终要保持固定的库单元高度。

通过仿真知道晶体管的大小决定最小单元的高度，以及为该库而设定的网格的尺寸。一般所选高度要比最小的高度稍稍大一点。因为我们需要比最小高度更宽的电源端。

固定高度库的一个优点是，如果库单元连续排在一起的话，电源端布线就容易的多。我们可以将单元的电源端先连在一起，在将电源接到任意电源端上。

数字电路版图，尤其是标准单元版图因为受到布局布线工具的约束，固定高度，不定宽度是唯一的设计方法。这个方法能够保证顺序布局这些单元，而且DRC检查没有错误。这是在数字电路版图设计中使用的相当普遍的设计技巧。我们看到大多数库的单元都是固定高度，不定宽度的。库中的单元早已根据网格的大小构造好了。人们只需在库中找到需要的布局即可。

数字器件库：固定高度，不定宽度

固定高度不定宽度在模拟电路版图设计中也是一个非常有用的设计技巧。有些人甚至把这一技巧应用于全定制的模拟电路设计中。例如，如果你有很多重复的设计，有许多体积相似的单元，同样可以使用这个方法对你实际的单元布局布线，这样可以使设计工作更加容易。同时可以把单元排成一行或一列。电源线的布局就变的很容易。因此可以把模拟电路版图看作数字电路版图来处理。

决定线的标准尺寸

像前面所看到的，用1网格线宽来决定两个网格线间的最小距离。布线时线是沿着网格线布的。也可以设置尺寸更大的线。在反相器的例子中，电源线使用的就是称作“3网格线宽”的线，一般电源线的宽度介于2~3个网格线的宽度之间。

如果要布一个3网格线宽的线首先在相邻3个网格线上布下3根单网格线，然后将它们之间的空隙用金属填满。

公共的N阱

假如要连续布局4个库单元，人们总是希望把它们排的越紧越好，这样在设计中可以

布局更多的晶体管。

图2-12 3网格线宽的线首先在相邻3个网格线上布下3根单网格线，然后将它们之间的空隙用金属填满。

图2-13 依次放置4个库单元，每一个都是标准库单元的库单元

一个典型CMOS工艺通常要求N阱之间的最小距离的尺寸非常大。如果我们以最小N 阱布局这些库单元，就会浪费大量的空间，幸好大多数的逻辑电路将PMOS沿着N阱与VDD 相连，所以我们可以设计一个大的单个N阱来节约空间。

将所有晶体管放入一个大的N阱中意味着设计限制规则变为晶体管之间的最小距离，这个距离尺寸非常小，共享N阱可以把晶体管排列的更加紧密。

图2-14设计一个连续的N阱，允许使用晶体管的最小间距。而不必考虑N阱之间的最小间距。

因此设计单元时当它们被连续依次放置时，将以库单元中的部件以最小晶体管距离尺寸布局，N阱和电源端连成长条状。（见图2-15）

图2-15 如果端扩展到单元的边缘，单元的端就都连接在一起形成一个长条的端

半网格单元尺寸定位设计

正如上面我们刚刚所了解的，我们将要把相邻单元互相连接在一起。这样可以允许很方便地把和电源线与N阱条随意连接在一起，因为它们正好形成一个长条状。然而，如果试图将单元相互对接排列在一起，这样对内部器件之间的间距会产生什么影响呢？将内部器件也几乎相互对接排列在一起是不行的，因为内部器件的排列必须服从最小的间距限制规则。

这里有一个很好的解决办法，如果能够使所有内部器件离单元边缘足够远的话，就可以随便地将单元对接排列在一起了。

这是一个非常简便、有效的解决方法。确保所有的内部走线布在网格线上。使各单元的边缘顺着网格线接连排列在一起，金属线距边缘半个网格距离。这就保证金属线之间相距最小间距。见图2-16

图2-16金属线布在网格线上，单元边缘沿着网格排列，保证了金属线不与单元相连。

单元可以依次在各个方向接连排列，所以单元的每一个边，底端、顶端、左端和右端都需要离开网格线半个网格距离，从而保证内部器件始终被放置在正确的位置上。

半个设计规则

如前所述，为了在一个芯片上放置最大数目的晶体管，人们喜欢以最小间距来对晶体管布局，如果单元边缘距网格点半个网格距离，那么为了保证相邻单元相距要求的最小距离，每个晶体管距离单元边缘半个设计尺寸。

例如，例如有源区到有源区间距的设计规则为1.4微米，如果你保证有源区边缘距离单元边缘0.7微米或半个最小距离尺寸，当这两个单元放在一起时将会满足设计所要求的1.4微米的间距。

图2-17将构件放置于距离单元边界半个设计尺寸的位置上，单元排列在一起时两个构件之间的距离就为一个设计尺寸

然而，有时当人们在布局标准单元时，单元仅比半个网格线宽一点，这就不满足半个设计尺寸的要求，内部器件会相距的距离太近，警告灯就会不停的闪烁。在这种情况下，将单元加宽至一个网格距离即可。仅仅把每条边界加宽。这样实际的器件就要比设计要求的器件稍稍大一点。

我们可以看到网格是库单元设计的依据，每个器件都必须放在网格的上。所有的单元（不）许服从半网格距离.规则，内部构件距离单元边界半个最短距离。整个库都是依据这些限制创建出来的。

当设计出单元后，可以写DRC规则来检查各类库单元的布局。通过检查最小间距来判断对某一Foundary线来说器件是否排的过紧了？检查器件距离单元边缘是否满足半个设计尺寸的要求。

关于布线通道

工艺金属层的层数决定如何设计标准单元库

如果有5~6层的金属层，人们在布线时就自由的多。在基于网格的设计方法中，人们会说：“好的，第一金属层布水平线，第二金属层布垂直线，第三层布水平线，第四层布垂

直线。”有的人决定在第一金属层布电源线，而有的人决定在第五金属层布电源线。如果有许多层可供选择的话，人们可以随意决定如何布线。

但是，如果在工艺中只有两层金属板的话，人们必须仔细考虑谨慎行事。

在设计的标准单元中，假设把电源端和地端一直布到单元的边缘。如果有许多金属层这个设计非常好，但是如果金属层有限这种设计会发生什么问题呢？

图2-18 电源端和地端一直布到单元的边缘，中间布满晶体管。

如果把单元排成一排，单元的源端和地端就相互连接形成VDD和VSS长条，一个接电源，一个接地。

使用这个技巧，如果单元仅排成一行，那么什么问题也没有。但是通常单元排列成很多行和列。行与行相互颠倒排列，使得相邻两行的地端相邻相接。通过颠倒排列形成如图2-19所示的矩阵（图中箭头指向每个单元的顶端，每行的箭头方向是颠倒的）

图2-19因为单元中间已被单元的构件填满，所以没有空间布另外的走线。如果仅有很少的金属层可供布线的话，这是个大问题。

可以注意到一个很有趣的现象，矩阵的顶端和底端是高度与原单元线端的高度同样高的线。但是中间线端的宽度是原单元线端高度的两倍。原因是两排线端连在一起，一个来自上面一行，一个来自于下面一行。

这种布局对布局电源线非常有利。只要在第一金属层行的一端将VDD与电源线连接起来即可如图2-19所示。或者使用第二金属层在每一行的端头分别将VDD和VSS连起来，如图2-20 所示。

使用第二金属层将各电源端连接起来是电源布线器可操作的方法。软件知道电源端总是朝着一个方向布的当单元布局好后，源端和地端就相互连接好了。

如前面提到的，如果有很多金属层可供布线，将源端布到单元的边缘是一个好方法，该设计很紧凑，几乎没有浪费任何空间，还可以使用第三、第四第五金属层布另外的走线。

如果仅有2~3个金属层的话，这个方法会使你在第一金属层根本没空间布其他的线。为了端与端的连接和单元之间的连接会将所有的布线空间用光。

图2-20 典型使用二层金属的电源总线

为了解决这个问题，对只有很少金属层的标准库单元，一种解决方法是在单元构件的上面和下面空出一些空间，电源端的外部也留出一部分空间，这些空间被称为布线通道。这个方法的构想是在标准单元中预留以后要另外布线的通道。

图2-21为以后另外布线在单元内预留通道

（见图2-21）现在把单元排成行或列时，空出的空间留给以后布线时用，相邻两行的单元不必颠倒排列了，因为单元的电源端在单元依次排列时相互分离不再接触了，单元之间有了空间后，可以不必颠倒布置VDD和VSS了。

图2-22 这种布局不需相邻两行的单元颠倒放置，并允许在底层板上布线。

布线通道的方法也使软件设计变的容易，因为软件不必再关心单元放置的方向了。

如果将两个单元如图2-23一样放在一起时可以发现两个单元在连接处有很宽的可用做另外布线的空间。

图2-23 使单元的端头不与单元边缘相连，就会在低层金属层中产生可用作布线的空间。

总结一下，某种工艺如果只有较少的金属层，需要使用第一金属层布电源线，所以将单元尺寸设计的比实际需要的稍稍大一些，预留1~2个网格距离来布从外面引入的电源线。

在单元内预留空间只能保证水平方向布线，如果需要垂直方向布线，可以使用第二金属层来布线。

布线通道可以为任意大小，所以可以将单元设置成满足设计需要的任意尺寸。

图2-24反相器的3网格布线通道

在CMOS电路中普遍使用这种方法。布局布线由自动布局器和自动布线器来完成。由此可以了解到使用自动的设计软件设计库和数字电路的版图时的限制。

通道布线器

人们可以用不同的方法来使用标准单元进行设计。

假设你要设计一个有多的惊人走线的版图。即使有预设的布线通道，仍无足够的空间来布线，就可以使用一种特殊的叫通道布线器的软件来解决这个问题。

通道布线器可以在两组单元之间产生通道，留出一个大的空间。通道布线器利用这个大空间为各单元布线。该通道与本书最后一章要讲述扩展单元以获得称做为“假通道”的空间相似。

基于通道的方法就是沿着设计的通道有计划地预留布线空间。当然，如果只有很少的走线，这种方法就比较浪费空间了。

如图2-25所示，通道被均匀设置，这种方法称做为固定通道布线，比较容易用软件完成布线工作。但是，比较浪费空间，因为每个通道中的走线需要的布线空间不同。

图2-25 基于通道固定通道空间的版图

新版本的软件注意线的密度以及不同区域中的线数。人们常说：“在这里我认为可以将单元排列的更紧凑一些，在那里我需要更多的空间。”通道空间的大小可以根据需要而变化的设计方法叫不固定通道布线。

图2-26在不固定宽度的通道中，根据软件的预测来改变通道的大小。

根据需要来确定通道宽度可以设计出更密更小的芯片。但是，布局软件更复杂，并能处理更多的信息。

天线规则

尤其是在现代工艺中，有一个需要关注的问题，那就是天线规则。该规则是一个设计规则检就是确保在第一金属层制造之前使任意CMOS电路的栅端被（捆绑）钳制到一个扩散区上，。

为了确保栅端被钳制住，就必须增加一个小反向偏置的保护二极管。必须在标准单元设计中使用一种方法，他可保证任何输入端都能被钳制住。通常在FET门中的输入端放置这些小的保护二级管。

一个器件的输出能够为该门提供保护，因为该门正在进行驱动，例如，一个内部大的触发器的FET栅端通常自动地被这种连接所保护。但是一个反相器的输入就得预先建立这些二极管放进单元里。

人们把这些保护二极管简称为NAC二极管，（net area check）就是网络区域检查人们必须在所有的逻辑电路中加入NAC二极管，尤其是在标准单元的输入端中。人们不能保证直接用第一金属层从扩散层来驱动，例如，对于某一个输入栅端就可能利用第二层金属来实现。所以，我们必须在标准单元中加入钳制二极管。

图2-27反相器A的输入端是悬空的，故需要加NAC二极管。但是反相器B的输入端就不必接NAC 二极管，因为受到反相器A的输出端的约束。

标准化的输入、输出单元

就象芯片中标准单元必须服从网格规则一样，芯片的输入输出驱动单元也要服从规则。下面是一个输入/输出单元的例子。在一个输入/输出单元中有许多的电源端头，最下面的两个端头提供驱动，上面两个端头提供ESD。

图2-28 I/O缓冲器在单元的顶端，如何与驱动端头连接由设计规则决定。

I/O单元有像标准单元一样的约束规则，唯一不同的是I/O单元总是放在芯片外围的一圈。同样遵守半网格距离和半个尺寸规则。

图2-29 I/O缓冲器的电源端环绕芯片一周

I/O缓冲器有许多布局规则。就像基于网格设计反相器、布线和其它单元的设计一样。规则同其它器件的设计规则十分类似，主要保证能正确布局布线以及通过设计规则的验证。在模拟电路版图设计中使用标准化

人们可以在模拟电路版图设计中使用所有数字电路版图设计中的技巧。不仅仅因为自动布线的需要，而且所有这些技巧的确是非常好的。这些技巧是计算机的设计变的更加容易，也使得人们的设计工作变的更加容易。

例如，也许在一次设计工作中你需要将一个庞大模拟电路集成在芯片上。如果决定采用标准单元设计技巧使电源总线布线更容易。你需要设计一片包含许多电路而面积很小的芯片。可能只有使用水平和垂直布线的规则才能集成到这个芯片上。

某些情况下，你也许只需选取1~2个技巧来使用。例如即使你仅仅使用将线布在网格上的技巧，即使使用一个设计技巧也可以使设计的速度大大提高。

可以选择将数字电路版图的设计规则都用于模拟电路版图设计中，或者，仅仅使用一个认为对模拟电路版图设计有用的规则。模拟电路版图设计需要大量的选择和判断。一定要把标准单元设计技巧放入你的设计方法中。

标准单元设计技巧结束语

本章阐述的内容涉及到近两年高等院校专业版图设计软件，当这些软件面市后，紧接着着手单元库的开发。人们就是依据本章阐述的规则设计出标准单元。如果设计人员明白自己要做什么，用的是什么工具，并且如何使用单元。那么很容易就会明白要做什么，辅助工具能提供什么给我们，为什么。

所有关于建立单元的规则的构思都是为了使自动布线软件更容易编写。不仅如此，而且还是建立标准单元的唯一方法。它虽然不是建立单元的最好方式，但由于人类能力的关系在手工设计这些单元时容易陷入混乱。所以用自动布线软件时人们必须知道如何并且何时使用这些规则。

例如，如果你了解自己使用的是基于网格的布线器，就会明白为什么必须把输入输出端必须布在网格上。设计中如果你把它们放偏了一点。监视系统立即严肃指出“必须精确的放在网格上。”

理解这些规则并明白我们正在做什么会使你工作起来更加容易一些，不仅设计时遇到的困难少了，而且你会在整个设计过程中做出更好的决定。

固定高度、基于网格的单元结构是甚至可以用于全定制、手工布线设计中的技巧。固定高度、不定宽度、第一金属层步水平线、第二金属层布垂直线、将源端接到单元的边界、距单元边界半个设计尺寸等等。大多数公司都以某种方式使用这些通用的技巧。

不仅在数字电路版图设计中使用这些技巧，而且在模拟电路版图设计中同样可以使用。在所有的版图设计中都是有用的。

本章所学内容

?在模拟电路版图设计中进行标准化设计的优点

?为什么在数字电路要强制标准化

?标准布线网格

?重复设计的优点

?水平和垂直布线技术

?生成一个大N井

?基于网格的布线器与基于规则的布线器的比较

?布线通道

?固定高度、不定宽度库

?半个设计尺寸规则

?通道布线

?扩散规则

?NAC二极管net area check

2004年10月31日修改