集成电路版图设计基础第3章：标准单元技术

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1、第四章标准单元技术standardcelltechniques开发标准单元库的原因标准网格定向型工艺层技术网格式布线系统要求的库设计规则标准输入输出单元schoolofphyebasicsoficlayoutdesign1schoolofphyebasicsoficlayoutdesign2逻辑单元库是ASIC设计流程中用到的构建模块的集合。由于这种库具有通用接口实现和规则结构，所以通常称为“标准单元”库。开发标准单元库的原因：对于全定制设计来说，独立模块的规模过于庞大和复杂，因此就存在着加快电路和

2、版图设计过程的需要。缺乏具有手工实现复杂全定制模块设计能力的专业人员，而自动化工具缓解了这个问题。典型加工工艺的进步，包括布线金属层从1层金属增加到2层金属或3层金属。对最佳结果的实现，这进一步增加了全定制版图设计过程的复杂性。甚至在全定制设计流程中，当构建模块以预定义的标准来实现时，规模在20个单元以上的布局布线会更加容易。而单元接口的标准化在库中就可以实现了。开发标准单元库的原因schoolofphyebasicsoficlayoutdesign3虽然标准单元主要用于专用集成电路（ASIC）设计

3、，然而这一设计方法也广泛应用于实现全定制设计中的“不规整逻辑”。一个典型的标准单元库由几百个单元，而高级的库则有1000个以上的单元。有些单元库会针对低功耗、高速和高空隙率而进行专门设计、开发。空隙率：可全部用于布线的面积与整个单元面积的比率。经典的布线器是以基于网格的。网格布线器要遵循的约束条件：导线只能有几种固定的宽度；导线只能放在预先确定了坐标的网格上。标准网格-网格式布线器grid-basedrouterschoolofphyebasicsoficlayoutdesign4“layerrul

4、es”和“physicalrules”都在库文件“techfile”中。一般“techfile”中包含以下内容：CONTROLS：“maskGrid0.01”LAYERDEFINITIONLAYERRULESPHYSICALRULESDEVICESLXRULES标准网格-网格式布线器grid-basedrouterschoolofphyebasicsoficlayoutdesign5techfile-LAYERRULES标准网格-网格式布线器grid-basedrouter“POLY2”isconn

5、ectedto“MET1”with“CNT”;“MET1”isconnectedto“MET2”with“VIA1”;……schoolofphyebasicsoficlayoutdesign6techfile-PHYSICALRULES标准网格-网格式布线器grid-basedrouterpleaserememberthesedefinitions:width、space、area、enclosure、overlap、extensionschoolofphyebasicsoficlayoutdesi

6、gn7techfile-PHYSICALRULES最小宽度minWidth:封闭几何图形的内边之间的距离。标准网格-网格式布线器grid-basedrouter在利用DRC（设计规则检查）对版图进行几何规则检查时，对于宽度低于规则中指定的最小宽度的几何图形，工具将会给出错误的提示。schoolofphyebasicsoficlayoutdesign8techfile-PHYSICALRULES最小间距minSpacing:各几何图形外边界之间的距离。标准网格-网格式布线器grid-basedrout

7、erschoolofphyebasicsoficlayoutdesign9techfile-PHYSICALRULES最小交叠minOverlap:交叠有两种形式：a.一几何图形内边界到另一图形的内边界长度（overlap）b.一几何图形外边界到另一图形的内边界长度（extension）标准网格-网格式布线器grid-basedrouterschoolofphyebasicsoficlayoutdesign10techfile-PHYSICALRULES标准网格-网格式布线器grid-basedro

8、uterpleasekeeptheserulesinyourmindanddon’tviolatethemwhenyoulayout.schoolofphyebasicsoficlayoutdesign11techfile-PHYSICALRULES标准网格-网格式布线器grid-basedrouterThewidthof“NWELL”mustbegreaterthanorequaltothe“minWidth=1.2microns”;andthespaceoftwo