《电子技术应用》
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基于Innovus改善芯片绕线资源的电源网络布线方法
电子技术应用
王淑芬,高璐,秦贵阳,朱志强
中国电子科技集团公司第五十八研究所
摘要: 随着集成电路的集成度越来越高,芯片的面积越来越小,芯片内单元密度会随之增加,这将为芯片的后端物理设计带来诸多的挑战。其中芯片面积的减小直接影响布线资源,导致布线拥塞,以此造成芯片线路无法绕通以及时序和串扰的问题。提出了一种改进的电源网络的布线方法,极大提升了信号线的走线空间利用率,有效解决了高集成度芯片的短路问题。
中图分类号:TN402 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234630
中文引用格式: 王淑芬,高璐,秦贵阳,等. 基于Innovus改善芯片绕线资源的电源网络布线方法[J]. 电子技术应用,2024,50(5):19-23.
英文引用格式: Wang Shufen,Gao Lu,Qin Guiyang,et al. A power network routing method based on Innovus to improve chip routing resource[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(5):19-23.
A power network routing method based on Innovus to improve chip routing resource
Wang Shufen,Gao Lu,Qin Guiyang,Zhu Zhiqiang
China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute
Abstract: With the increasing integration of integrated circuit, the area of the chip is getting smaller and smaller, and the density of cells in the chip will increase, which will bring many challenges to the physical design of the chip. The decrease of the chip area directly affects the routing resources, leading to the congestion, and seriously causes the problem of short, and the problems of timing and crosstalk. This paper proposes an improved method of power design, which greatly improves the space utilization of signal wire,and solves the problem of short in the high integration chip.
Key words : physical design;cell density;power plan;congestion

引言

物理设计是指从功能代码到制造掩模版的过程,是承接创意和产品之间最重要的步骤。后端物理设计从导入门级网表和约束文件开始,进行布局、电源规划、标准单元放置、时钟树综合、绕线、时序分析与验证,到最终设计签核(Signoff)[1]结束。其中电源规划(Power Plan)是给整个芯片的供电设计出一个均匀的网络,它是芯片物理设计中非常关键的一部分。

电源网络一般由电源IO、电源环(Power Ring)、电源条线(Power Stripe)和电源轨道(Power Rail)组成[2]。其中电源条线在芯片内部纵横交错分布,是连接电源环和电源轨道的重要部分。电源条线的布线规划不仅关系到整个芯片的电压降(IR Drop),更是对绕线(Route)资源的空间利用率有重要影响[3]。尤其随着芯片面积越来越小,芯片内单元密度(Density)越来越大,以及各种功能的宏单元(Macro)数量越来越多,导致在高集成度芯片中可用于绕线的空间越来越少,因此一个合理的布局布线是后端物理实现能够最终满足设计要求,实现芯片功能正常化目标的基础。

本文基于一款高集成度芯片设计,提出一种改进电源网络布线的方法。以SMIC 28 nm 1P10M CMOS工艺高性能芯片层次化设计[4-5]的子模块项目DSP模块为例,该模块为千万门规模,尺寸长度为4 634 μm,宽度为1 896 μm,包含528个Macro,整体单元Density高达58.6%。通过对比传统电源网络布线方法,新方法很大程度缓解了绕线空间资源紧张的问题,很好地解决了信号线走线短路问题。

本文详细内容请下载:

https://www.chinaaet.com/resource/share/2000005981


作者信息:

王淑芬,高璐,秦贵阳,朱志强

(中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡214035)


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