在ASIC(專用集成電路)集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)師們可能會(huì)遇到一系列常見(jiàn)問(wèn)題。以下是對(duì)這些問(wèn)題的歸納與解析:
一、前端設(shè)計(jì)問(wèn)題
- RTL編碼問(wèn)題
- 在寄存器傳輸級(jí)(RTL)編碼時(shí),應(yīng)避免采用例化標(biāo)準(zhǔn)單元門(mén)的方式編碼,因?yàn)檫@可能降低代碼的可讀性,并在采用新的單元庫(kù)或新工藝時(shí)需要反復(fù)修改代碼。
- 在定義時(shí)序塊時(shí),需要注意哪些信號(hào)需要復(fù)位,哪些不需要復(fù)位。如果編碼時(shí)將它們寫(xiě)在一個(gè)always塊中,綜合出來(lái)的電路可能與設(shè)想的不符,導(dǎo)致RTL代碼和Netlist的行為不一致。
- 應(yīng)盡量避免采用Latch作為時(shí)序單元,因?yàn)長(zhǎng)atch設(shè)計(jì)存在潛在問(wèn)題,如使能輸入端有Glitch(毛刺)會(huì)導(dǎo)致鎖存噪聲數(shù)據(jù),同時(shí)還會(huì)帶來(lái)靜態(tài)時(shí)序分析(STA)和可測(cè)性設(shè)計(jì)(DFT)的困難。
- 功能驗(yàn)證問(wèn)題
- 功能驗(yàn)證是設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟,用于在進(jìn)入下一階段之前識(shí)別、解決和調(diào)試潛在問(wèn)題。然而,功能驗(yàn)證可能非常復(fù)雜且耗時(shí),特別是在大型ASIC設(shè)計(jì)中。
- 在功能驗(yàn)證中,需要確保所有條件分支都被正確賦值,以避免潛在的Latch問(wèn)題。
二、后端設(shè)計(jì)問(wèn)題
- 布局布線問(wèn)題
- 在布局布線階段,需要仔細(xì)考慮信號(hào)完整性、配電和熱管理等因素。隨著工藝技術(shù)的發(fā)展,信號(hào)串?dāng)_的機(jī)會(huì)增加,因此需要采取一系列措施來(lái)減少串?dāng)_,如增加金屬信號(hào)線之間的間距或采取屏蔽措施。
- 布局布線還需要考慮時(shí)鐘樹(shù)的插入和全局布線,以確保時(shí)鐘信號(hào)能夠均勻分布到整個(gè)芯片上。
- 靜態(tài)時(shí)序分析問(wèn)題
- 靜態(tài)時(shí)序分析是后端設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵步驟,用于檢查設(shè)計(jì)是否滿足時(shí)序約束。然而,隨著設(shè)計(jì)規(guī)模的增加和工藝技術(shù)的提高,靜態(tài)時(shí)序分析變得越來(lái)越復(fù)雜和耗時(shí)。
- 在靜態(tài)時(shí)序分析中,需要提取布局布線后的寄生參數(shù),并根據(jù)提取的負(fù)載模型在不考慮任何串?dāng)_影響的情況下計(jì)算出信號(hào)延時(shí)。然后,將這些提取的延時(shí)標(biāo)注到設(shè)計(jì)中,并使用靜態(tài)時(shí)序分析工具來(lái)判定不正確的時(shí)序。
- 物理驗(yàn)證問(wèn)題
- 物理驗(yàn)證包括設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)、版圖一致性檢查(LVS)等步驟,用于確保布局布線后的設(shè)計(jì)滿足制造要求。然而,隨著設(shè)計(jì)復(fù)雜性的增加,物理驗(yàn)證變得越來(lái)越困難且耗時(shí)。
- 在物理驗(yàn)證中,需要仔細(xì)檢查布局布線是否滿足制造規(guī)則、電源和地是否連接正確、以及各個(gè)模塊之間的連接是否一致等問(wèn)題。
三、其他問(wèn)題
- 功耗問(wèn)題
- ASIC設(shè)計(jì)需要仔細(xì)考慮功耗問(wèn)題,以確保芯片在低功耗下運(yùn)行。然而,隨著設(shè)計(jì)規(guī)模的增加和性能要求的提高,功耗問(wèn)題變得越來(lái)越突出。
- 為了降低功耗,可以采用多種技術(shù),如動(dòng)態(tài)功耗管理、電源門(mén)控、時(shí)鐘門(mén)控等。然而,這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要仔細(xì)權(quán)衡性能和功耗之間的折衷關(guān)系。
- 可測(cè)性設(shè)計(jì)問(wèn)題
- 可測(cè)性設(shè)計(jì)(DFT)是ASIC設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面,用于提高芯片的測(cè)試覆蓋率并降低測(cè)試成本。然而,隨著設(shè)計(jì)復(fù)雜性的增加和測(cè)試要求的提高,DFT變得越來(lái)越困難且耗時(shí)。
- 為了解決DFT問(wèn)題,可以采用多種技術(shù),如掃描鏈插入、內(nèi)建自測(cè)試(BIST)等。然而,這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要仔細(xì)考慮測(cè)試覆蓋率、測(cè)試時(shí)間和測(cè)試成本之間的折衷關(guān)系。
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