通用存储器控制器IP核的物理设计与研究

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1、硕士学位论文通用存储器控制器ＩＰ核的物理设计与研究作者姓名高臣臣学校导师姓名、职称李振荣副教授企业导师姓名、职称胡义宏高工申请学位类别工程硕士？－Ｖ■：：．西安电子大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工。与我３

2、作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意ａ一。学位论文若有不实之处，本人承担切法律责任臣王：高日期：本人签名西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定：研宄生在，即校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西

3、安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿＾本人签名：＾导师签名：么赠“＂、日期曰期：：学校代码10701学号1511122785分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文通用存储器控制器IP核的物理设计与研究作者姓名：高臣臣领域：集成电路工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：李振荣副教授企业导师姓名、职称：胡义宏高工学院：微电子学院提交日期：2018年4月PhysicalDesignandResearchofUniversalMemoryControllerIPCoreAthesiss

4、ubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByGaoChenchenSupervisor:LiZhenrongTitle:AssociateProfessorSupervisor:HuYihongTitle:SeniorEngineerApril2018摘要摘要集成电路飞速发展，芯片的工艺特征尺寸已经缩小至纳米级别，带来了很多新的挑战。频率的提高和多模式多端角加大了时序收敛的复

5、杂度，尺寸太小物理验证变得困难，功耗问题也变得越来越重要，所以本论文对新出现的物理设计问题进行了研究。本设计基于GF14nmFinFET工艺，使用Synopsys公司的系列工具对AMDVegaGPU芯片中通用存储器控制器模块进行了逻辑综合和物理设计，本设计是约有77.9万逻辑单元的数字模块，该存储控制器用来控制显示模块和存储模块内的SDRAM读写数据。论文主要完成了模块级别的逻辑综合、P＆R、静态时序分析和ECO四部分内容，其中P＆R包括布局规划、电源规划、标准单元放置、时钟树综合、布线等，P&R是本论文的重点。综合过程中针对出现的与物理实

6、现过程中时序匹配较差的问题，使用了DCT综合，DCT结合了物理实现中的布局信息，加快了综合的时序收敛。同时为了优化功耗，在综合时插入了门控时钟单元。在物理实现中，本论文给出了基于数据流布局规划方法、物理单元插入方法、合理的电源规划方法，其中摆放宏单元的方法做了重点介绍。在标准单元放置过程中，采用了层次化布局方法，完成基于布线拥塞和时序优化进行的标准单元摆放工作。同时，设计了多源时钟树代替传统的时钟树来收敛时序，分析了模块内部时钟源点数和时钟树性能的关系，也介绍了时钟树设计中时钟传播延迟、时钟树偏斜、时钟转换时间、时钟不确定性、时钟树级数、时

7、钟树缓冲器类型和控时钟单元克隆、合并相关问题。针对布线过程中遇到的布局布线拥塞、串扰、功耗问题给出了相应的解决方案。在DFM中，使用了多通孔置换了单通孔，插入了填充单元和金属填充物来提高制造良率。在静态时序分析中，介绍了本项目需要完成时序收敛的模式和约束sdc，对比了OCV、AOCV和POCV的优缺点，进行了最终版P＆R的静态时序分析，结果在可修复范围之内。遗留的时序和物理规则问题在ECO过程中得到解决，其中建立时间修复主要通过修改单元的尺寸和替换单元阈值的方法，保持时间修复主要通过插入缓冲器增加延时的方法，DRC修复通过置换通孔、调整跳线

8、、调整金属面积的方法完成。最后使用Calibre完成了严格的DRC和LVS检查，使用Primetime完成了严格的时序检查，导出了可以流片的GDS。其中UMC_UCLK主时钟和S