论文部分内容阅读
虚拟现实(VR)、自动驾驶等新技术的不断发展离不开GPU的进步,显示功能的优劣最能反映GPU的性能。因此,对GPU显示模块的研究设计具有重要的应用价值。物理实现连接硬件设计语言和芯片制造,是GPU研究设计过程种的重要环节,本论文以北极星22显卡为研究对象,主要开展GPU显示模块物理实现方面的研究工作。不同于传统工艺,北极星22显卡采用了Multisource clock tree systerm(MCTS)技术和14nm Fin Field-Effect Transistor(Fin FET)工艺。针对基于新工艺的显示模块,论文依据层次化和展平式设计流程,首先提出相应的物理实现总体方案。即,Place&Route和Engineer change order(ECO)两部分,分别占总设计的时间60%和40%。物理实现Place&Route方面,基于Synopsys的EDA工具:IC Compiler,完成了数据准备、布图规划、布局规划、时钟树综合和布线五部分设计内容。具体为:1)、结合Foudary提供的单元库信息、综合得到的网表以及时序约束,完成了数据准备工作;2)、确定模块间通信关系,依据时序收敛原则和供电网络供电均匀原则,分别完成了macro的摆放和电源网络的设计;3)、采用层次化布局方法,完成基于布线拥塞和时序优化进行的标准单元摆放设计工作;4)、时钟树综合结合MCTS技术,以期得到最小延迟和偏差为目标,开展对时钟网络的设计;5)、采用面积布线方法,分全局布线和详细布线两步完成布线工作;全局布线采用连续法布线,详细布线依据线宽和布线间距等设计规则进行。物理实现ECO方面,基于物理实现Place&Route的设计结果,针对其中存在的设计规则违反、时序违反、物理验证等具体问题具体分析。1)、设计规则违反中采用添加缓冲单元的方法;2)、时序违反在数据路径和时钟路径上有不同的解决方法,数据路径上采用多阈值单元替换的方法,时钟路径上解决的办法是使用用有用偏差;3)物理验证采用定位法解决存在问题。最后进行验证工作,验证结果表明:该模块的物理实现全部完成后,时序收敛,不存在设计规整违反,通过形式验证,满足signoff标准。再结合当前CPU的发展讨论GPU的对于集成电路和我们国家的的影响,并提出应该把GPU的设计发展列入产业发展规划当中。