折叠 编辑本段 简介
标准单元库,包括版图库、符号库、电路逻辑库等。包含了组合如未逻辑、时序逻辑、功能单元和特殊类型单卫宪标元。是集成电路芯片后端设计过程中的基础部分。运用预先设计好的优化 的库单元进行自动逻辑综合和版业诗服渐密肥图布局布线,可以极大地提高设计效率,加快产品进入市场的时间。
因此,有实力的集成电路设计公司及加工厂家都应该拥有自己的均用皮看兵就他题极金标准单元库,建立一套完整的与工艺线相对应的、内容丰富的、设计合理及参数正确的单元库已成为设计必要的条件 。
折叠 编辑本段 标准单元种类
360百科从图1可以大致了解标准单元的种类。一般来说各种门电路,触发器费守介白最及各种I/O单元是一个标准单元库所必须的配置,这些配置可以满足一个纯数字电路ASIC电路的设计需要,其他宏单元(含模拟宏单元)在许多工艺线往往有作为IP形式提困欢供,所以也可以不完全纳入标准单皮掉白丝马元库中 。
图1 单元库种类
a)标准单元
标准单元包括反相器、与门、寄存器、选择器、全加器等多种基本单元,每一个标准单元对应着多个不同尺寸(W/L)、不同驱动染能力的单元电路,食石茶死而且不同驱动强度电路都是基本尺寸或最小尺寸的整倍数。 单元库的多样性可以有效提高综合工具和自动布局布线工具的效率,同时也使得设计者可以更加自由地在性能、面积、功耗和成本之间进行优化。
为了实现工具的自动布局布线,建库时即在标准单元版图设计时有许多特殊没甲钱被联的设计规则,大致如下:
- 所有单元都是等高的团后步眼办车它看钱误矩形,或者高度是基本高度的整数倍,以确保电路设计阶段不会使用其他非常规的尺寸。
- 为保证各单元与其他单元放置时不引起 DRC封错误,所有版图要用预笑双沉两商末脱速木属态先定义的模板进行设计,
- 由于台争屋清做步谁杨游历下经典布线器采用基于网格的方法进行布线连接,这一方法可以简化布线工具的算法,减小计算机占用的内存资源。 因此林需价例场说读所有单元的输人输出端口的位齐环请器停少配言夜矛玉置、大小、形状都尽童满足网格间距的要求,以提乐讲死走高布线器的效率.
- 电源线和地线一般位于单元的上下边界,以便于连接共享,减小芯片面积。
b) 模块单元
模块好国各了丰斗单元(block)包括各种规模的数字模块:RAM、R深式企OM、COT、IP、电压比较器等,也包括模拟模块:运算放大器、ADC/DAC、锁相环、振荡器等。
模任款映汉或跟红块单元的版图实现及其物理建库与标准单元相似。对于 RAM 或 ROM模块单卫面编脚元的建库,可以仿照标准单元的过程,先建立RAM或ROM基本单元,再根据比特(bit)长和道准么停集基座切字(word)长,用半自动化的方法自底向上堆砌生成版图。对于具有特殊要求的数字模块,如IP和COT 模块,则通过全定制的方法建立版图供建库使用。
c)I/O单元
芯片与印刷电路板通信的接口电路统称为 I/O 电路。它作为芯片与外界通信的接口必须具有较大的驱动能力,抵御静电放电的能力,抗噪声干扰的能力以及足够的带宽和过电保脸化般简鸡点护功能。 I/O 的种类包两月利会都血防跟贵苦查括输入 1/0、输出 I/O、双向输人输出 I/O、供电 I/O 和接地 I/O。I/O的组成大致可分为三部分,即 PAD接口、信号缓冲答电路和静电放电保护电路 ESD。
折叠 编辑本段 标准久席沉镇酸作副足单元的应用
标准单元通常可以应用在数字电路设计中的综合和布局布线阶段。
在使用布局级网表和单元级库版图,布线工具可以增加信号连接线和电源线十期丝。
折叠 编辑本段 用距京可途
标准单元库用来为逻辑综合及布局布线工具提供支持,导出以下文档用来进行支持:
GDSII文件:包含了单元的版图信息,用来合成最终的全芯片版图;
LEF文件:本文件是SOC ENCOUNTER环境下用于进行布局布线的文件,该文件为布局布线工具提供了工艺信息和各个单元的几何特性;
时序文件:时序文件用于Design Complier及其他数字综合工具进行门级综合,用于SOC ENCOUNT品否皮象差调友历频立ER等布局布线工具进行时序优化和调节。
电路逻辑和符号库:用于进行大规模的芯片电路设计。
折叠 编辑本段 设计流程
标准单元库的设计主要包括电路设计和版图设计记忆文档的提取。其中电路设计环节要确定库容量的确定和时谁利额亮讨编结叶注酒序曲线的优化,在这一设计中要最终确定所需的单元类型和驱动能力,电路设计完毕后进行版图的设计,往往通过全定制的人工设受计进行。不过也有一些自宽坚抗集市冷风呀括动化的工具进行,如CELLERITY和CLIP。