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芯片后端的APR指什么?_芯片_时钟

乖囧猫 2024-12-09 00:38:52 0

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可能在早期,我们还会说P&R,placement&route。
但现在,险些没有谁可以绕过auto,也便是利用tool。
以是逐渐的大家的称呼也就变成APR了。
那么,它的详细含义是什么呢?从名字就可以看出,中文便是摆放和绕线,实际上,APR大致可以分为4个步骤:布局floorplan、单元摆放placement、时钟树综合CTS(clock tree synthesis)、绕线route。
下面我就进行一下大略的先容。

Floorplan,布局方案。
要知道,我们在进行任何项目的时候,都要首先对所要做的事情有一个大致的蓝图方案,比如建高楼须要先想这个楼要在哪建,建几层,建多高档等,芯片的方案也不例外。
我们首先要确定芯片的面积,确定core和die的尺寸,io的位置,bump的位置,先把macro ip什么的摆好。
Floorplan有的时候也可以说包含了powerplan,我们一样平常在这一步就要画好PG,确定芯片的电压域,担保PG和macro连接正常。
Floorplan是至关主要的一步,它深刻影响了之后的芯片性能会是什么样子。
这里先容的比较大略,往后我可能会专门各个stage都来写一篇。

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Placement,单元摆放。
这一步我们特指标准单元的摆放,io单元和macro等都是在floorplan阶段摆放完成的。
我们在导入netlist和各个cell的物理库文件后,不论是icc2还是innovus,初始状态这些cell全部是叠在一起的,都在一个位置。
而placement最主要的任务,便是把这些cell摆好,不能有重叠,不能有legalization的问题,不能有FE DRC。
这就很类似于一堆散乱的乐高积木,我们要把它一个个的在地上铺好。
在place的时候,并不仅仅哀求把cell铺开就行了,这个时候就要考虑cell之间的绕线了,只管即便把联系比较紧密的cell放在附近的位置啊,但又不能放的过于密集导致density过赶过现congestion的问题啦,power能不能供上电啦等等,须要考虑的成分有很多。
而它的核心任务便是摆放这些标准单元。

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(图片来自网络侵删)

CTS,时钟树综合。
我们的芯片设计中包括组合逻辑和时序逻辑,时序逻辑器件包括flip-flop和latch。
所有的时序逻辑器件都须要接时钟旗子暗记,时钟旗子暗记就像芯片的心脏一样,芯片的运转就在它的跳动中产生。
因此,我们的net就可以分为一样平常的旗子暗记线signal net和时钟线clock net,时钟网络上的cell可以成为clock cell。
显然,我们要对芯片的timing有约束哀求,那么担保一个良好时钟是非常主要的,因此clock net的优先级要比signal net的优先级高,以是我们要在route之前先做CTS。
而CTS也不单单指clock net的绕线,它要天生一个clock tree,就须要插入一些buffer、inverter,其最基本的目的,便是想要担保时钟旗子暗记到达每个时序逻辑器件的韶光都相同,也便是clock skew要即是0。
先不深入太多了,总之CTS便是来天生一个时钟网络并且把clock net绕好。

Route,绕线。
特指signal net的绕线。
这一步须要绕的线就弗成偻指算,须要避开前面的PG和时钟线,不能有open、short,不能有drc,在能绕通的情形下要考虑timing、power等。
要知道,有的时候可能是绕不通的,可能是从floorplan开始这里的绕线资源就很紧张,或者placement摆了太多cell在附近,这样就必须回到floorplan或者placement重新来过,这样就很费韶光。
要知道现在的电脑来跑一个芯片,每个stage可能要十几个小时,以是在每个stage跑完应时进行check是很有必要的。
有的时候可以绕通,但是会产生很长的detour,这也是我们不愿看到的。
现在的芯片越来越繁芜,之前的教材可能写的绕线层有五六层,现在的芯片多的绕线可以达到十几层了。
如何在这些纷繁繁芜的十几层里找到千万根线想要绕的位置,实在是一件非常难的事,更别说要附带考虑那么多其他的优化成分了。
而这统统都已经必须由EDA工具帮我们完成,借助当代打算机的强大性能,还有不断优化的算法,我们就可以得到相比拟较好的route结果。
实在我一贯很佩服那些EDA工具,总是想知道他们详细的算法是什么,不过这就属于非常机密的东西了。

Route结束也不代表APR结束了,一样平常还会做插filler的动作,后面便是交给signoff了。
好了,这样就非常非常简单讲了一下APR要做的事,可能文中涌现了一些不睬解名词,还有一些观点,往后我也会写文章逐步一个个讲的。
希望对大家有所帮助。

微信公众号D:伟酱的芯片后端之路

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