在新工藝下對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行靜態(tài)時(shí)序分析時(shí),我們首先需要考慮的是Signoff的scenarios(或者views)組合,每一個(gè)scenario由以下三部分組成:
(1)Operating Mode,即工作模式
(2)PVT Corner
(3)Parasitics Corner
其中的Operating Mode,可以分為Function Mode和Test Mode。對(duì)于大型的SoC芯片工作模式多種多樣,特別是牽涉到不同子系統(tǒng)工作電壓可變,甚至同一子系統(tǒng)不同功能模塊的工作電壓可變,排列組合出來(lái)的Function Modes數(shù)量可以達(dá)上百個(gè),這部分與設(shè)計(jì)是強(qiáng)相關(guān)的。而Test Modes與DFT是強(qiáng)相關(guān)的,比較常見(jiàn)的有Scan capture mode,Scan shift mode,Bist mode,以及Jtag mode等等。
PVT Corners
顧名思義,PVT分別標(biāo)明了工藝角快慢,電壓高低,溫度高低,一般是對(duì)有源器件而言,比如標(biāo)準(zhǔn)單元和IP等。同一檔電壓下,一般地可以分為以下幾種PVT Corner:
(1)Typical,例如:typical_0p8v_25c,其特點(diǎn)有:
- typical process
- nominal power voltage
- nominal temperature (25c或者85c)
該Corner一般用于評(píng)估功耗,有些公司習(xí)慣可以選擇25c,有些習(xí)慣選擇85c,標(biāo)準(zhǔn)一致就行。按照統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),85c的leakage大約是25c的8倍左右,即溫度每升高20度,leakage翻一倍。
(2)WCS,也稱(chēng)WC,例如:ssgnp_0p72v_125c,其特點(diǎn)有:
- slow process
- low power voltage (90% * nominal power voltage)
- high temperature
因?yàn)橄冗M(jìn)工藝下溫度對(duì)管子特性的影響不是線性的,所以按照溫度的高低,又有WCL(表示Low temperate,例如ssgnp_0p72v_m40c)和WCZ(表示Zero Temperature,例如ssgnp_0p72v_0c)兩個(gè)。
(3)BCF,也稱(chēng)BC,例如:ffgnp_0p88v_m40c,其特點(diǎn)有:
- fast process
- high power voltage (110% * normal power voltage)
- low temperature
(4)ML,即Max Leakage,例如:ffgnp_0p88v_125c,期特點(diǎn)有:
- fast process
- high power voltage
- high temperature
Parasitic Corners
除了有源器件部分,無(wú)源的互聯(lián)繞線也會(huì)有不同的工藝角,這里主要從寄生電容C和寄生電阻R來(lái)分類(lèi),寄生電感L的建模在特殊工藝或者更先進(jìn)的3nm/2nm工藝可能會(huì)更多地考慮。
(1)Ctypical
特點(diǎn):電容和電阻不偏大也不偏小,居中狀態(tài)
(2)Cworst (或Max C)
特點(diǎn):由于繞線在制造過(guò)程中發(fā)生寬度偏大/間距變小,導(dǎo)致電容偏大,相應(yīng)地電阻偏小的狀態(tài),對(duì)于較短的繞線,總體的RC乘積是偏大的,造成繞線延遲偏大
(3)Cbest (或Min C)
特點(diǎn),與Cworst相反,電容偏小,電阻偏大,RC偏小的狀態(tài),較短的繞線延遲偏小
(4)RCworst (或Max RC)
特點(diǎn):對(duì)于較長(zhǎng)的繞線,RC值有可能是由電阻R主導(dǎo),假如在制造過(guò)程中寬度偏小,造成電阻偏大,電容偏小,然而總體的RC乘積是偏大的,較長(zhǎng)的繞線延遲偏大
(5)RCbest (或Min RC)
特點(diǎn):與RCworst相反,電阻小,電容偏大,RC偏小的狀態(tài),較長(zhǎng)的繞線延遲偏小
在先進(jìn)工藝下,引入了Double Pattern(DPT)之后,對(duì)于寄生參數(shù)提取又加入了新的需要考量的因素,即同一層金屬兩個(gè)Mask之間的間距偏差。因此有了下圖的幾個(gè)新的Parasitic Corners:
(1)Ctypical_CCworst
(2)Ctypical_CCbest
(3)Cworst_CCworst
(4)RCworst_CCworst
(5)Cbest_CCbest
(6)RCbest_CCbest
特點(diǎn) :在引入DPT之前的Corner的基礎(chǔ)上加入CCworst或者CCbest,CCworst表示DPT的兩個(gè)Mask間距更小,往總體電容變大的方向偏,而CCbest表示DPT的兩個(gè)Mask間距更大的,往總體電容變小的方向偏。另外,寄生參數(shù)的提取也和溫度有關(guān),往往和PVT Corner的溫度對(duì)應(yīng)。不過(guò),實(shí)際制造過(guò)程中也會(huì)發(fā)生不同層的金屬處在不同Corner的情況,在這部分沒(méi)有辦法Cover,只能通過(guò)Net Derate,或者Clock Uncertainty去Cover了。
在實(shí)際項(xiàng)目中,需要注意的是:
(1)布局布線過(guò)程中選用的Corner要充分覆蓋到Signoff Corner,因?yàn)橛行〥esign中的長(zhǎng)線較多,有些Design中短線較多 ,在選擇Cworst/Cbest還是RCworst/RCbest時(shí)要綜合考慮,如果runtime能夠承受,可以同時(shí)都加上。
(2)由于工藝的需要,芯片的繞線空白區(qū)域往往不可避免地需要加一些Metal Fill,而這些Metal Fill往往對(duì)寄生參數(shù)提取的結(jié)果會(huì)造成影響,特別是對(duì)于繞線密度比較低的區(qū)域。因此建議在盡早帶上Metal Fill去跑寄生參數(shù)提取。
(3)大家可能會(huì)想到,在Hard IP中既有有源器件Stdcell,也有無(wú)源的繞線,在Vendor提供IP的時(shí)候一般會(huì)有各個(gè)Scenario的.lib,包括不同PVT和Parasitic Corner的組合,在使用的時(shí)候需要一一對(duì)應(yīng),避免混用。
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