第八章 全定制设计模式 ★斗 2021/2/21
2021/2/21 1 第八章
§1全定制电路的结构化设计特征 结构化设计是由Mead和 Conway首先提出来 的,其目的是让设计者能够直接参加芯片 设计以实现高性能系统。在结构化设计中 采用以下几方面的技术 ★斗 2021/2/21 2
2021/2/21 2 §1 全定制电路的结构化设计特征 结构化设计是由Mead和Conway首先提出来 的，其目的是让设计者能够直接参加芯片 设计以实现高性能系统。在结构化设计中 采用以下几方面的技术
层次性: ●原因:由于系统规模很大,设计复杂性 很高,层次式设计可以降低设计复杂性。 层次式设计分类: 自底向上( bottom-up) 自顶向下(top-down) 两者结合 层次式设计方法:系纯划分与布图规y 2021/2/21
2021/2/21 3 一、层次性： ⚫ 原因：由于系统规模很大，设计复杂性 很高，层次式设计可以降低设计复杂性。 ⚫ 层次式设计分类： 自底向上（bottom-up) 自顶向下 (top-down) 两者结合 ⚫ 层次式设计方法：系统划分与布图规划
系统划分:在功能设计与寄存器级设计完成后, 将模块划分成合适的单元组合,然后分别对单元电 路进行逻辑级、电路级乃至版图级的设计。划分的 关键是评价函数的确定。 ●布图规划:与全定制设计功能级并行的工作是芯 片面积的规划,称为布图规划,其目的是为每个模 块确定一个布图面积的大小及在芯片上的相对位置。 在布图规划中,只是在较高层次上完成了对软模块 的形状和大小的估计,以及它们的引线端的分酯 2021/2/21 4
2021/2/21 4 ⚫ 系统划分：在功能设计与寄存器级设计完成后， 将模块划分成合适的单元组合，然后分别对单元电 路进行逻辑级、电路级乃至版图级的设计。划分的 关键是评价函数的确定。 ⚫ 布图规划：与全定制设计功能级并行的工作是芯 片面积的规划，称为布图规划，其目的是为每个模 块确定一个布图面积的大小及在芯片上的相对位置。 在布图规划中，只是在较高层次上完成了对软模块 的形状和大小的估计，以及它们的引线端的分配
二、模块性 ◎模块有明确定义的物理接口:模块名称、功 能、层类、尺寸与外部互连端点的数目,名 称及位置等 ◎模块性有助于设计人员明确问题并做出文件 接口。每个人只设计芯片的一部分。 ★斗 2021/2/21 5
2021/2/21 5 二、模块性 ⚫ 模块有明确定义的物理接口：模块名称、功 能、层类、尺寸与外部互连端点的数目，名 称及位置等。 ⚫ 模块性有助于设计人员明确问题并做出文件 接口。每个人只设计芯片的一部分
规则性 ●规则化:是指模块内部可以随功能不同而不同,但 模块间的接口如电源、地线、时钟线、总线等是公 共的 方法及优点:采用单元重复的方法是结构化设计的 种好方法,这样既简化设计,又减少错误,同时 使结构规则化。 ●规则化的层次:规则化可以在设计层次的所有级别 上存在 ★斗 2021/2/21 6
2021/2/21 6 三、规则性 ⚫ 规则化：是指模块内部可以随功能不同而不同，但 模块间的接口如电源、地线、时钟线、总线等是公 共的。 ⚫ 方法及优点：采用单元重复的方法是结构化设计的 一种好方法，这样既简化设计，又减少错误，同时 使结构规则化。 ⚫ 规则化的层次：规则化可以在设计层次的所有级别 上存在
四、局部性 通过对模块接口的很好定义,可以有效 地使该模块的内容变得对任何外部接口 不再重要,可以将每个模块看作一个黑 盒子。设计时不关心模块内部的情况, 这样减少了模块表现的复杂性。 黄斗 2021/2/21
2021/2/21 7 四、局部性 通过对模块接口的很好定义，可以有效 地使该模块的内容变得对任何外部接口 不再重要，可以将每个模块看作一个黑 盒子。设计时不关心模块内部的情况， 这样减少了模块表现的复杂性
五、手工参与 ●全定制设计中往往需要手工参与:由于 设计系统的复杂性、结构灵活性、性能 的约束性。 ●手工参与设计的实质是在各个设计层次 上,人工干预和协调各种EDA工具的应 用,目的是取得设计的最高效率和最好 结果。 ★斗 2021/2/21 8
2021/2/21 8 五、手工参与 ⚫ 全定制设计中往往需要手工参与：由于 设计系统的复杂性、结构灵活性、性能 的约束性。 ⚫ 手工参与设计的实质是在各个设计层次 上，人工干预和协调各种EDA工具的应 用，目的是取得设计的最高效率和最好 结果
全定制设计流程 设计说明 功能设计要求 功能设计 布图规 寄存器传输级设计 划 寄存器模块的逻辑设 测试图形生成 电学参数 逻辑单元的电路设计 设计规则 单元版图设计与验证 芯片版图设计 测试数据输出 芯片版图验证 ★斗 掩膜版数据输出 2021/2/21
2021/2/21 9 全定制设计流程 设计说明 功能设计 单元版图设计与验证 寄存器传输级设计 寄存器模块的逻辑设 计 逻辑单元的电路设计 芯片版图验证 芯片版图设计 布图规 划 设计规则 电学参数 功能设计要求 掩膜版数据输出 测试图形生成 测试数据输出
§2几种全定制设计方法 °基于几何图形的交互版图编辑 °符号法 °积木块自动布图 ★斗 2021/2/21 10
2021/2/21 10 §2 几种全定制设计方法 •基于几何图形的交互版图编辑 •符号法 •积木块自动布图