布局布线详细流程说明

布局布线流程介绍

布局布线.....................................................................................................................................- 1 -

1. 布局布线工程师应该具备的能力.........................................................................................- 1 -

2. 布局布线实现使用的EDA工具............................................................................................- 3 -

3. 布局布线实现流程................................................................................................................- 4 -

3.1 数据导入.......................................................................................................................- 4 -

3.2布局规划（Floorplan）...............................................................................................- 7 -

3.3单元放置（Placement）............................................................................................- 13 -

3.4时钟树综合（Clock Tree Synthesis）......................................................................- 15 -

3.5全局与细节布线（NanoRoute）..............................................................................- 17 -

3.6电压衰减分析（IR-drop）........................................................................................- 20 -

3.7 GDSII及网表（netlist）导出并做物理验证............................................................- 20 -

3.8最终功能与时序验证..................................................................................................- 20 -

当一个设计完成了前端逻辑综合并生成了门级网表后，接下来的任务就是门级网表的物理实现，即把门级网表转换成版图（layout）。在半定制设计流程中，所谓的数字后端就是指布局布线物理实现。在半定制设计中所需要的大部分后端数据都是由流片厂家或者相关公司提供，这些数据对于设计者都是透明的，所以设计者只需要做后端布局布线工作。

实际上，布局布线只是后端设计的一个部分。在工程实践中，数字后端设计应该包括标准单元库的设计，宏单元的定制设计以及布局布线实现。

1. 布局布线工程师应该具备的能力

在超深亚微米集成电路设计中，我认为一个好的布局布线工程师应该具备以下几个基本能力：

z要深入了解相关布局布线工具的各方面特性及参数。这样才能正确操作布局布线工具。

z要良好把握后端物理实现中标准单元和宏单元的性能指标及物理参数。

这样才能在芯片布局布线初期对预布局有合理地规划，并且可以对芯片

预估的性能有很好把握，最终减少布局布线实现的迭代次数，提高执行

效率。

z要很好地掌握布局布线需要使用的各种数据信息，了解各种数据是如何而来的。这样在布局布线过程中，出现错误时可以马上定位问题所在之

处，否则一点数据上的错误如果不能及时地找出解决，可能会导致整个

工程进度的长时间停顿。

z要能在布局布线过程中与前端设计工程师进行有效地配合。这样在物理实现过程中，许多实现策略及优化的设置都能通过与前端工程师的交流

得到正确地指导。

超深亚微米集成电路设计是一个流程很长的工程，从前端到后端，各个环节都是相互紧密联系，每个环节都会影响最终芯片的实现结果，尤其对于高性能芯片的设计更是如此。在高性能芯片设计中，普通的半定制设计流程无法实现达到性能要求的芯片，必须引入全定制与半定制混合设计方法。这种方法在实现流程中，不仅要进行高标准的前端设计，在后端也需要设计高性能的标准单元库及关键路径上的高性能宏单元。因此，在高性能芯片设计初期就需要有对前端到后端整个设计流程有深入了解的工程师来把握全局，指导前端和后端设计，并在高性能芯片设计初期提供一些有效的设计规范。而这样的工程师，我认为只有布局布线工程师才可以担当，因为布局布线实现是集成电路设计流程中前端和后端设计的连接点，前端设计和后端设计的所有数据就是在布局布线过程中使用并最终实现设计的芯片。

所以，一个优秀的布局布线工程师不仅能够很好地完成本身的设计工作，在全定制与半定制混合设计过程中应该能够发挥重要的作用。其重要性我归纳有如下几个方面：

z芯片设计初期，在前端设计流程中能够为前端工程师提供设计建议。这样可以对芯片进行更合理地体系结构设计及性能预估。由于可以考虑到

后端实现的各种因素，所以可以在前端合理设置综合过程中的时序约

束。

z芯片设计初期，在后端设计流程中根据布局布线工具的实现策略，能够给标准单元和宏单元设计者提供必要的设计建议和规范，这对高性能芯

片实现并达到设计要求具有极其重要的价值。

z芯片设计过程中，能够对自行设计的标准单元和宏单元进行合理地评估，指导后端单元库设计者设计更合理的单元。