電路cad版圖設(shè)計(jì)ppt課件(已修改)
2025-05-13 18:20 本頁面
【正文】 第 7章 版圖設(shè)計(jì) 版圖設(shè)計(jì)的基本概念 版圖的設(shè)計(jì)方法 版圖的檢查與驗(yàn)證 制版 Micro Wind IC版圖設(shè)計(jì)軟件 版圖設(shè)計(jì)的基本概念 簡單地說，版圖設(shè)計(jì)是根據(jù)電路功能和性能的要求及工藝條件的限制（如線寬、間距、制版設(shè)備所允許的基本圖形等 )，設(shè)計(jì)集成電路制造過程中必需的光刻掩膜版圖。 隨著器件特征尺寸的不斷縮小，決定芯片速度的主要因素不再是器件本身的工作速度，而是互連線延遲，布線方案將直接影響芯片速度。因此，版圖設(shè)計(jì)在集成電路設(shè)計(jì)中起著重要的作用。 版圖設(shè)計(jì) 第頁 然而一般在版圖布局、布線設(shè)計(jì)中所涉及到的限制條件和評價函數(shù)十分復(fù)雜而且難以給出明確定義，在利用 CAD工具進(jìn)行處理時，即使對部分問題做了分解，大部分仍然很難處理，求解這些問題所花費(fèi)的時間按問題的規(guī)模指數(shù)增長。 版圖設(shè)計(jì)的基本概念 版圖設(shè)計(jì) 第頁 版圖的設(shè)計(jì)方法 一、版圖的自動設(shè)計(jì) 自動版圖設(shè)計(jì)就是通過相應(yīng)的 CAD軟件，將電路的邏輯描述形式自動地轉(zhuǎn)換成版圖描述形式，其中邏輯描述可以是由軟件指定的邏輯圖輸入方式，也可以是邏輯綜合得到的邏輯網(wǎng)表。 自動版圖設(shè)計(jì)主要包括邏輯劃分、布圖規(guī)劃、布局、布線等過程，并允許人工調(diào)整，如下圖所示。 版圖設(shè)計(jì) 第頁 版圖的設(shè)計(jì)方法 邏輯劃分 邏輯劃分是指將邏輯電路劃分成幾個功能塊，并可以將這些功能塊進(jìn)一步劃分為各子功能塊，以便于處理，它要求在功能塊的面積和端子數(shù)滿足要求的情況下，使功能塊的數(shù)目或總的外部連接數(shù)最小。 一般的劃分算法是通過一定的規(guī)則 (如布種算法 )確定初始劃分，然后利用表示迭代改善情況的迭代增益公式進(jìn)行迭代改善，直到滿足給定的條件。劃分算法的劃分質(zhì)量很大程度上決定于迭代增益公式的精確度和迭代方法的靈活性。 劃分問題是 NP完全問題，難以獲得最優(yōu)解，一般只找近似解，但應(yīng)該是以最小的代價獲得盡可能優(yōu)的解。 版圖設(shè)計(jì) 第頁 版圖的設(shè)計(jì)方法 布圖規(guī)劃和自動布局 布圖規(guī)劃是根據(jù)電路網(wǎng)表、估計(jì)的芯片的大體面積和形狀（如高寬比）、各功能塊的大體形狀面積、功能塊的數(shù)目、輸入 /輸出數(shù)目等，對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行物理劃分和預(yù)布局，一般先進(jìn)行初始規(guī)劃 (initialize floor plan)，產(chǎn)生輸入 /輸出行，單元區(qū)行以及布線網(wǎng)格等，然后進(jìn)行行調(diào)整、芯片面積調(diào)整、布線網(wǎng)格調(diào)整，并進(jìn)行預(yù)布局，初步確定各功能塊的形狀面積及相對位置、 I/O位置以及芯片形狀尺寸，而且可以從總體上考慮電源、地線，數(shù)據(jù)通道分布 (data path plan)。 布局就是根據(jù)電路的功能、性能以及幾何要求（如布局前規(guī)定的版圖結(jié)構(gòu)對單元相對位置的要求和單元間布線通道的要求）等約束條件，將各部件放置在芯片的適當(dāng)位置上，實(shí)現(xiàn)芯片面積最小的總體目標(biāo)。 版圖設(shè)計(jì) 第頁 版圖的設(shè)計(jì)方法 布局方案的優(yōu)劣一般通過以下三個標(biāo)準(zhǔn)判斷：①布線總長度最短；②布通率達(dá)到 100％，③布線密度均勻。 (1)初始布局 初始布局就是根據(jù)電路的約束條件，按照布局的總體目標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)，將單元放置在芯片的特定位置。 ?單元選擇 ?單元安置 版圖設(shè)計(jì) 第頁 版圖的設(shè)計(jì)方法 (2)布局迭代改善 布局迭代改善的典型過程是選擇一個單元或單元集，將其
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