基于gf14nm工艺的h.264视频解码器综合与物理实现

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1、工学硕士学位论文基于GF14nm工艺的H.264视频解码器综合与物理实现郝秀丽哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TN492工学硕士学位论文基于GF14nm工艺的H.264视频解码器综合与物理实现硕士研究生：郝秀丽导师：贺训军申请学位级别：工学硕士学科、专业：集成电路工程所在单位：应用科学学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TN492DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringThePhysicalImplem

2、entandSynthesisofH.264VideoDecoderBasedonGF14nmTechnologyCandidate：HaoXiuliSupervisor：HeXunjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：IntegratedCircuitEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈

3、尔滨理工大学硕击学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕：ｔ学位论文《基于ＧＦ１４ｎｍ工艺的Ｈ．２６４视频解码器综合与物理实现》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研巧工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研巧工作做出贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式注明。本声明的巧律结果将完全由本人承担。＞：日作者签名：日期年＾月矣哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于ＧＦ１４ｎｍ工艺的Ｈ．２６４

4、视频解码器综合与物理实现》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研巧内容不得Ｗ其它单位的名义发表、使用学位论文的规定，同。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存意学校保留并向有关部ｎ提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在年解密后适用授权书。不保密囚。请在上相应方框内打Ｖ）（；作

5、者签名；日期年Ｗ參伯＾导师签名日期：年月日＾＾基于GF14nm工艺的H.264视频解码器综合与物理实现摘要近几十年，随着工艺的不断改进，ASIC的复杂性也不断提高，制造尺寸更小、规模更大的芯片越来越困难。本文在GlobalFoundry14nm工艺下，通过将开源软核实现的硬核解码器，具有性能更好、功耗更低、可重用性更强等优点。本文首先介绍了H.264实现原理和关键技术，完成了测试代码的优化和前端的功能仿真。综合阶段，通过门控时钟和多阈值电压法在GF14nm工艺库和相关设计约束文件下将行为级代码转换成

6、后端设计的门级网表。在芯片后端实现中，本设计选用ICC、PrimerTime等主流工具实现布图规划、电源规划、标准单元布局、多点时钟树综合和布线等物理设计。本文重点运用了多点时钟树综合技术来降低布线拥塞。后端设计的各个阶段均采用了平衡设计方法，通过迭代的时序分析和优化手段实现时序收敛，结合先进工艺下的时钟树综合原理和功耗优化方法实现低功耗设计。最后通过了物理验证和特殊时序检查，结果出现时序违例路径和设计规则违例，总结了常见的设计规则违例原因与解决方法，并讨论了ECO（工程改变命令）阶段通常采用的修正方法和原理。

7、通过物理设计后的工作频率为200~1000MHz，工作电压为0.2~1.029V，工作温度为0~110˚C，功耗约为4.57mW。IP核长为2.79×105nm宽为4.56×105nm，总面积约为0.127mm2。总标准单元面积为7.43×104µm2。与前人在TSMC28nm工艺下综合所得IP核的面积为11.4mm2相比，本设计IP核的面积仅为原来的1.12%，节约了使用成本，提高了芯片的可重用性。关键词视频解码器；后端设计；专用集成电路；低功耗；14nm工艺IThePhysicalImplementandS

8、ynthesisofH.264VideoDecoderBasedonGF14nmTechnologyAbstractInrecentdecades,withthecontinuousimprovementoftechnology,thecomplexityofASICisalsoincreasing,themanufactureofsmallersizeandlargerchipsis