深亚微米SoC设计的多工艺角多模式优化

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随着集成电路产业的不断发展,特征尺寸不断缩小,到了深亚微米工艺下,芯片受工艺、电压、温度(PVT)的影响更加严重与复杂,需要使用更多的工艺角来保证单元在不同极端情况下的稳定工作。与此同时,随着芯片测试需求的增加和功能的增强,芯片的工作模式也在不断增加。设计者不仅要保证芯片在不同的工艺角下时序收敛,还要保证其在各种工作模式下正常工作。工艺角和芯片工作模式的增加使时序收敛面临极大挑战。  本文分析了多工艺角多模式(MultiCorner-MultiMode,MCMM)设计对于集成电路物理设计的影响,研究了静态时序分析在MCMM设计中遇到的问题。针对这些问题,以65nm工艺下的物理设计为例,提出了MCMM设计流程。MCMM流程从逻辑综合开始在每一个设计阶段中都将多个工艺角和模式的组合(场景)作为设计约束,一次性对所有场景进行静态时序分析,避免了传统流程中需要反复切换工作模式和工艺角的繁琐流程。在MCMM设计流程的不同阶段,根据设计要求有针对性的选择场景进行时序分析工作,有效减少场景数量,提高MCMM设计效率,降低硬件要求,减少时间消耗,解决了多工艺角多模式下时序难以收敛的难题。  最后基于MCMM流程,以BES3801芯片项目为例,于SMIC65nm工艺下,采用Synopsys的物理设计平台进行设计实现,与传统流程设计方法的结果进行对比,验证了其可行性和可靠性。芯片设计的最终数据显示,MCMM设计流程相比传统设计流程,时序裕量更加平衡,减少冗余,显著节约了面积;避免了设计反复,提高了设计效率,缩短了设计周期。本文的意义在于,提出了MCMM设计流程,解决了MCMM设计带来的设计反复和设计周期延长等问题,为将来深亚微米集成电路设计提供了一种新的方法。  
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