【正文】 現(xiàn)在可以用計算機(jī)在 Metal 1所有的網(wǎng)格線自如地布線。 在兩個金屬層上布線比只在一層金屬層上布線具有更多的機(jī)動性，所以有了第二層金屬層確實有助于布線在連接點(diǎn)之間穿行。水平連線間不會互相交叉，垂直導(dǎo)線也不會互相交叉。 Choice on Directions of Metal Tracks 12 March 2023 86 Standard Cell Techniques Guidelines on intracell metal routing 12 March 2023 87 Standard Cell Techniques 網(wǎng)格式布線系統(tǒng)要求的 庫設(shè)計規(guī)則 12 March 2023 88 Standard Cell Techniques ? 對齊輸入和輸出 ? 固定高度，可變寬度 ? 確定導(dǎo)線規(guī)格 ? 共用 N阱 ? 半網(wǎng)格單元尺寸 ? 半尺寸設(shè)計規(guī)則 ? 布線通道的考慮 輸入輸出對齊 12 March 2023 89 要求將 輸入與輸出與網(wǎng)格線完全對齊 ，否則它們將會與自動布線器設(shè)置的連接錯開。 固定高度，可變寬度 (1/2) 12 March 2023 90 Standard Cell Techniques 為了保持結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，我們迫使 所有的門都必須服從固定的高度設(shè)置 。 確定導(dǎo)線規(guī)格 12 March 2023 92 我們知道不同的金屬層有不同的線寬和間距。 要建立一個 3網(wǎng)格線，可以把 3條單網(wǎng)格的導(dǎo)線并排放在網(wǎng)格上，然后用金屬填充它們間的空檔。 好在大多數(shù)邏輯電路中的 PMOS器件和 N阱一起連至 VDD，故 可以設(shè)計一個大的單個 N阱來節(jié)省空間 共用 N阱意味著，限制設(shè)計的規(guī)則是晶體管與晶體管的間距，這要比阱的間距小得多。 Standard Cell Techniques 有 一個非常方便而且最為有效的方法 是： 讓所有內(nèi)部的導(dǎo)線都位于網(wǎng)格上，然后使相互對接單元的邊沿落在兩條網(wǎng)格線的中間，即處于半個網(wǎng)格的位置上。 電源軌線 網(wǎng)格上的導(dǎo)線 網(wǎng)格上的導(dǎo)線 對接邊沿 半尺寸設(shè)計規(guī)則 12 March 2023 96 如前所述，我們希望布置的晶體管之間有最小的間距，以便使芯片上能容納最大數(shù)量的晶體管。 布線通道 (1/3) 12 March 2023 98 在工藝中能夠使用的金屬層數(shù)量決定了標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖如何布線。 如果有五六個金屬層，則這種設(shè)計方法可以有很大的自由度按你所希望的方式來布線。而且也使布局軟件更易于工作。然而，如果 采用交替改變金屬層走線方向 的方法，就可以有了需要的所有布線空間。 你不僅可以在數(shù)字版圖中采用這一技術(shù)，而且它在模擬電路中也非常有用。 , March 12, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 :24:2318:24:23March 12, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 2023年 3月 12日星期日 6時 24分 23秒 18:24:2312 March 2023 ? 1做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。 :24:2318:24Mar2312Mar23 ? 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 。 , March 12, 2023 ? 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。 2023年 3月 12日星期日 6時 24分 23秒 18:24:2312 March 2023 ? 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。 2023年 3月 12日星期日 下午 6時 24分 23秒 18:24: ? 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。 :24:2318:24Mar2312Mar23 ? 1越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。 2023年 3月 12日星期日 6時 24分 23秒 18:24:2312 March 2023 ? 1空山新雨后，天氣晚來秋。 :24:2318:24:23March 12, 2023 ? 1意志堅強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。 , March 12, 2023 ? 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 。 :24:2318:24Mar2312Mar23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。理解并運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)能使你更容易且高質(zhì)量地完成比較復(fù)雜的版圖設(shè)計工作。 而且，隨著 IC的日益發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)高度、基于網(wǎng)格的單元結(jié)構(gòu)是甚至在全定制手工布線的芯片設(shè)計中也使用的技術(shù)，包括標(biāo)準(zhǔn)高度，可變寬度；定向型工藝層；邊沿對接；距離邊沿半尺寸的設(shè)計規(guī)則等?？梢允箚卧腥魏纬叽缫詽M足我們的需要。 布線通道 (3/3) 12 March 2023 100 對于只有較少金屬層的標(biāo)準(zhǔn)單元庫所采取的一個策略是： 在單元結(jié)構(gòu)的上下即軌線外面留出一些空間以便進(jìn)行其他布線 ， 這些空隙就是所謂的布線通道 。 VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS Metal 1 VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VDD VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS VSS Metal 1 Metal 2 布線通道 (2/3) 12 March 2023 99 由于單元中間布滿了元件，已沒有地方來走額外的導(dǎo)線。 Standard Cell Techniques 即 把部件放置在距單元每一邊為設(shè)計規(guī)則所規(guī)定的最小距離一半的位置上 ，對接后可使部件之間的距離正好等于一個設(shè)計規(guī)則的距離。 但這樣很可能會把相鄰單元的內(nèi)部部件也對接起來，從而違反內(nèi)部部件必須服從的最小間距規(guī)則。且 N阱和電源軌線相互對接形成了一條連續(xù)的 N阱和電源軌線帶 。 Standard Cell Techniques 典型的 CMOS工藝通常都有一個關(guān)于阱間距的規(guī)則，這個間距要求很大。 Standard Cell Techniques 較大線寬和間距的導(dǎo)線可以具有較大的規(guī)格。 如需要更大的有較大晶體管的邏輯門，則 只要使單元變寬并分割晶體管使其能放在軌線之內(nèi) 就可以，但要始終保持固定的單元高度。 還必須 以同一方式使標(biāo)準(zhǔn)單元庫中的所有部件都與網(wǎng)格相匹配 。 Example of Cell Constructed 12 March 2023 84 Standard Cell Techniques 定向型工藝層技術(shù) (3/3) 12 March 2023 85 Standard Cell Techniques – 小的轉(zhuǎn)向不必改換金屬層 ； 一般轉(zhuǎn)換金屬層是為了可以在信號之間放置更多的水平方向的導(dǎo)線。每當(dāng)要改變方向時，就換一個金屬層。 12 March 2023 82 Standard Cell Techniques 為了連接這么多的器件，我們 需要另一金屬層作為布線層 來從 Metal 1中解脫出來以使布線可以進(jìn)行下去。 對于導(dǎo)線的每一層，計算機(jī)不是采用固定的網(wǎng)格，而是按每一層的實際設(shè)計規(guī)則來布線 。 自動布線器布置的導(dǎo)線以 x和y網(wǎng)格線為中心線 。 12 March 2023 79 Standard Cell Techniques Routing Grid Types 12 March 2023 80 ? 確定了導(dǎo)線的最小寬度和導(dǎo)線間的最小間距也就確定了網(wǎng)格的粗細(xì)。 ? 采用 線到通孔的間距 ，則當(dāng)兩個通孔放置在相鄰的線上時，金屬走線也需要拐角。 網(wǎng)格式系統(tǒng)是一個有用的模板， 在布局布線時可用來 減少占用的計算機(jī)資源 ，且布線的速度更快，因為布線器不會考慮那些不在布線路徑上的點(diǎn)。這一網(wǎng)格就像積木底板的綠色方形塑料板。 63 M2 No Routing channels VDD GND M3 VDD GND Mirrored Cell Mirrored Cell 12 March 2023 63 Standard Cell Techniques 基于標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖方法 ― with over the cell routing 1990s ? 在三層以上的金屬布線工藝中 ，幾乎所有的通道都 能去掉，所有的布線都可以在單元上方完成 。 設(shè)計則由兩行和兩行間的布線通道構(gòu)成。 通道布線工具 (允許在單元上走線 ),2， 3層金屬可以布線。 以確保有效地使用布線通道，并減少獨(dú)立的填充單元的使用。 填充單元 (Feedthrough) 12 March 2023 56 Standard Cell Techniques 是指 不包含晶體管的空單元 ， 只提供垂直方向的通道 ， 用以連接不同的布線通道上的信號 。 ? 其他連線通過單元頂部和 /或底部的端點(diǎn)進(jìn)行連接，布線通道可根據(jù)網(wǎng)表實現(xiàn)端點(diǎn)間的互連。 – 所有單元 有相同的高度 pitch，和可變的寬度 ，從而可以實現(xiàn)按行對準(zhǔn)和排列。 Standard Cell Techniques 端口是為布線工具布線準(zhǔn)備的，應(yīng)根據(jù)布線工具對其進(jìn)行優(yōu)化，以獲得最好的結(jié)果。 Standard Cell Techniques ? 每個單元長度是由粗柵格的倍數(shù)構(gòu)成的 。 ? 在單元的版圖屬性中， 用一些幾何圖形定義單元的信號端口 (port)。 單元的邊界屬性用于布局階段布局布線工具確定單元的具體位置。 標(biāo)準(zhǔn)單元基本形狀相關(guān)特性 (1/4) 12 March 2023 42 ? 標(biāo)準(zhǔn)單元的版圖設(shè)計中， 用預(yù)先定義的模板建立單元 ，以保證滿足所有要求。 Standard Cell Techniques 通常會先生產(chǎn)一塊測試芯片，然后通過實際的硅芯片對每個單元的性能進(jìn)行分析。 Standard Cell Techniques 相應(yīng)地，單元版圖的尺寸又取決于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度相關(guān)。 標(biāo)準(zhǔn)單元的基本屬性 (1/3) 12 March 2023 31 ? 單元的 物理版圖 (physical appearance) ? 單元的 邏輯功能 (logic funct