《电路CAD版图设计》PPT课件

《《电路CAD版图设计》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7章版图设计7.1版图设计的基本概念7.2版图的设计方法7.3版图的检查与验证7.4制版7.5MicroWindIC版图设计软件7.1版图设计的基本概念简单地说，版图设计是根据电路功能和性能的要求及工艺条件的限制（如线宽、间距、制版设备所允许的基本图形等)，设计集成电路制造过程中必需的光刻掩膜版图。随着器件特征尺寸的不断缩小，决定芯片速度的主要因素不再是器件本身的工作速度，而是互连线延迟，布线方案将直接影响芯片速度。因此，版图设计在集成电路设计中起着重要的作用。版图设计----第页然而一般在版图布局、布线设计中所涉及到的限制条件和评价函数十分复杂而且难以

2、给出明确定义，在利用CAD工具进行处理时，即使对部分问题做了分解，大部分仍然很难处理，求解这些问题所花费的时间按问题的规模指数增长。7.1版图设计的基本概念版图设计----第页7.2版图的设计方法一、版图的自动设计自动版图设计就是通过相应的CAD软件，将电路的逻辑描述形式自动地转换成版图描述形式，其中逻辑描述可以是由软件指定的逻辑图输入方式，也可以是逻辑综合得到的逻辑网表。自动版图设计主要包括逻辑划分、布图规划、布局、布线等过程，并允许人工调整，如下图所示。版图设计----第页7.2版图的设计方法1、逻辑划分逻辑划分是指将逻辑电路划分成几个功能块，并可以将

3、这些功能块进一步划分为各子功能块，以便于处理，它要求在功能块的面积和端子数满足要求的情况下，使功能块的数目或总的外部连接数最小。一般的划分算法是通过一定的规则(如布种算法)确定初始划分，然后利用表示迭代改善情况的迭代增益公式进行迭代改善，直到满足给定的条件。划分算法的划分质量很大程度上决定于迭代增益公式的精确度和迭代方法的灵活性。划分问题是NP完全问题，难以获得最优解，一般只找近似解，但应该是以最小的代价获得尽可能优的解。版图设计----第页7.2版图的设计方法2、布图规划和自动布局布图规划是根据电路网表、估计的芯片的大体面积和形状（如高宽比）、各功能块的

4、大体形状面积、功能块的数目、输入/输出数目等，对设计的电路进行物理划分和预布局，一般先进行初始规划(initializefloorplan)，产生输入/输出行，单元区行以及布线网格等，然后进行行调整、芯片面积调整、布线网格调整，并进行预布局，初步确定各功能块的形状面积及相对位置、I/O位置以及芯片形状尺寸，而且可以从总体上考虑电源、地线，数据通道分布(datapathplan)。布局就是根据电路的功能、性能以及几何要求（如布局前规定的版图结构对单元相对位置的要求和单元间布线通道的要求）等约束条件，将各部件放置在芯片的适当位置上，实现芯片面积最小的总体目标。

5、版图设计----第页7.2版图的设计方法布局方案的优劣一般通过以下三个标准判断：①布线总长度最短；②布通率达到100％，③布线密度均匀。(1)初始布局初始布局就是根据电路的约束条件，按照布局的总体目标和评价标准，将单元放置在芯片的特定位置。单元选择单元安置版图设计----第页7.2版图的设计方法(2)布局迭代改善布局迭代改善的典型过程是选择一个单元或单元集，将其位置与有关的侯选位置进行交换，形成新的布局，通过计算对这一布局进行判断，如果得到改善，则以它代替原有布局，否则原有布局不变，直至找不到更好的布局方案为止。迭代改善后的布局是针对迭代判断条件和终止条件

6、的局部最优解。典型的算法包括成对交换法、邻近交换法、最小切割法、力矢量松弛法等。版图设计----第页7.2版图的设计方法3、自动布线布线是指在满足工艺规则和布线层数限制、线宽、线间距限制和各线网可靠绝缘等电性能约束的条件下，根据电路的连接关系将各单元和输入/输出单元用互连线连接起来，并在限定的区域内保证100%布通的情况下，使芯片面积最小。布线质量的好坏一般由以下几方面来评价：①在限定区域内达到100%布通率；②布线面积最小；③布线总长度最小，以减小芯片面积，还可以降低信号的延迟；④通孔数少，通孔是用于连接不同连线层之间的互连的连接孔，限于工艺条件，通孔处

7、容易引起接触不良或断路，为提高电路的可靠性，应尽量降低通孔数目；⑤布线均匀，以保证电路的速度。版图设计----第页7.2版图的设计方法布线算法很多，主要包括面向线网的串行算法和面向布线区的分级布线算法。面向布线区的分级布线算法是一种并行算法，通过整体规划，尽量使线网在布线区中的分布或具体的布线达到总体最优或准优。这类算法的特点是总体性强，与面向线网的布线算法相比，处理效率高，有望保证布线质量，是目前普遍采用的一种算法，但该算法对通道形状有一定要求，在适应性方面有一定限制。采用这种算法时，一般先进行总体布线，将布线区分成若干水平和垂直的布线通道，把线网合理地

8、分配到各布线通道中，避免局部拥挤现象，然后再进行布线通道中的详细布