Astro的布局与布线_经验总结

Astro中的布局布线流程和注意事项作者：CC,Zhan版本号日期备注基本流程和注意事项；0.5 2005-4-10主要是H053A流片的经验总结；Astro中的布局布线流程Asro是功能强大的布局布线工具，其基本流程如下：1、读入网表，跟foundry提供的标准单元库和Pad库以及宏模块库进行映射；2、整体布局，规定了芯片的大致面积和管脚位置以及宏单元位置等粗略的信息；3、读入时序约束文件，设置好timing setup菜单，为后面进行时序驱动的布局布线做准备；4、详细布局，力求使后面布线能顺利满足布线布通率100%的要求和时序的要求；5、时钟树综合，为了降低clock skew而产生由许多buffer单元组成的“时钟树”；6、布线，先对电源线和时钟信号布线，然后对信号线布线，目标是最大程度地满足时序；7、为满足design rule从而foundry能成功制造出该芯片而做的修补工作，如填充一些dummy等。

这七大步骤是基本的流程，其中每大步骤里面包含很多小的步骤，并根据各个不同的芯片特点而有很多的变化。

各大步骤的流程依次如下：该流程如下：1、创建库，库的名称最好就是前端输入的网表文件的名称，如H053A，需要提供技术文件，如smic18_6lm.tf，注意把大小写设置为敏感；命令是cmCreateLib2、添加参考库，主要包括foundry提供的（也可能是第三家公司帮忙foundry做的库，如Artisan的库）标准单元库和IO库，以及前端定制的宏单元库，如cache，RAM，ROM，PLL等；添加完毕之后显示参考库以确认；命令是cmRefLib和cmShowRefLib3、读入前端网表，注意拿到网表后往里面手动添加电源PAD和CORNER单元，读入的应该是经过这步添加的网表；命令是auVerilogIn4、展开网表，因为一般读入的是层次化的网表，需要flatten；命令是cmCmdExpand5、打开第一步创建的库并且新创建一个CELL，名字也最好是跟网表文件名称一致；命令是geOpenLib和geCreateCell6、绑定，就是把展开的网表绑定到刚创建的CELL中，这样，这个CELL就包含了网表中的所有元件；命令是axgBindNetlist7、保存网表的层次化信息到Astro的数据库中；这样布局布线结束后能输出层次化的网表进行后仿。

注意，要先initial hierarchy preservation，然后mark module instances preserved；8、保存CELL，并另存一份备份。

命令是 (dbSaveCell (geGetEditCell)) 和geSaveAs该流程如下：1、Load TDF文件，这一步通常可以这样做：先Setup floorplan，然后dump io pins，修改dump出来的tdf文件，把各个PAD放到合适的位置，然后再把这个修改好的文件load进来；命令是axgLoadTDF2、Setup floorplan，注意设置合适的参数；命令是axgPlanner3、Connect ports to PG，这一步把网表中元件端口中电源和地部分标志为VDD和VSS，并且所有1和0也分别标志为VDD和VSS，这样以后布线的时候这些就能自动连接到电源和地上；命令是aprPGConnect4、放置宏单元模块；主要是鼠标操作；5、创建core的电源环；命令是axgCreateRectangularRings6、创建core的电源条带，使供电更充分；命令是axgCreateStraps7、把宏单元和PAD的电源和地连接到电源环上或者电源条带上；命令是axgPrerouteInstances8、把floorplan 的信息dump出来保存备用；命令是axgDumpFloorPlan9，保存CELL，并另存一份备份。

该流程如下：1、Load 前端用DC写出的SDC时序约束文件；命令是ataRemoveTC然后ataLoadSDC2、检查该文件是否约束完全，与前端讨论哪些是可以忽略的；命令是astTimingDataCheck3、设置时序面板，此时可以选择比较宽松的约束，如ignore interconnect；命令是atTimingSetup4、report timing，此时应该是有比较大的余量的，这样后面计算实际延时时才可能满足；命令是astReportTiming5、保存CELL，并另存一份备份。

该流程如下：1、如果网表中有扫描链就先抽取扫描链信息然后去除扫描链，等时钟树综合完毕再还原扫描链，这样能避免拥塞；命令是axgScanTrace然后axgScanChainOptim2、设置placement选项，时序驱动时要把timing，以及congestion都选上；命令是astPlaceOptions3、预布局优化，通过优化高扇出点等产生一个种子网表（意思是高扇出点被“打烂”，加进去的buffer象种子一样散落于芯片各处，使得没有过高负载的点）；astPrePS4、标准单元放置；astPlaceDesign5、优化标准单元的位置；astPostPS16、保存，备份。

流程如下：1、设置时钟综合选项，选上时序；astClockOptions2、时钟树综合；astCTS3、修改时序面板，ignore propagated clock和ingore clock uncertainty互换选择；atTimingSetup4、把扫描链重新连接上；axgScanChainOptim5、优化标准单元放置；astPostPS6、时钟树优化；astCTO7、报时序，此时应该为正，否则继续优化；astReportTiming8、保存，备份。

流程如下：1、标准单元电源连接；axgPrerouteStandardCells2、设置布线选项；axgSetRouteOptions3、时钟信号布线；axgRouteGroup4、信号线自动布线，规模较小可以直接AutoRoute，也可以分四步做；axgAutoRoute5、有violation就Search&Repair；axgSearchRepair6、布线后时钟树优化；astPostRouteCTO7、布线优化；astPostRT8、DRC，这要花比较多时间，可以先不做，等到后面版图合并完了用专用的工具做；geNewDRC9、保存，备份。

流程如下：1、修天线违规；先Load天线规则，然后axReportAntennaRatio (geGetEditCell) 有violation 那么就axgSearchRepair，还有violation就axgInsertDiode2、加PAD FILLER，组成PAD电源环；axgAddPadFiller3、在Core中填充FILLER CELL；axgAddFillerCell4、在电源环开槽；axgSlotWire5、Fill Notch&Gap；命令是geNewFillNG6、填充金属dummy，选2到3倍间距；axgFillWireTrack7、最后的DRC和LVS，如果有违规就要Search&Repair；geNewDRC和geNewLVS8、输出三种文件；auStreamOut、astDumpHierVerilog、ataDumpSDF9、保存。

Astro 流程注意事项1、目录和文件管理：在主目录下面建立以下几个主要的工作目录1）backend 主要用来存放后端人员编写的TDF文件2）frontend 存放前端的.v以及.sdc文件3）lib 存放reference library ，技术文件，以及需要建立的主库4）scripts 存放参考脚本文件5）report 从Astro倒出的数据放在这里，比如.vg .sdf .spef等文件以及每次时序报告6）work 工作目录，从这里启动Astro。

存放日志、命令历史、时钟树Buffer等文件，这里记录着Astro工作的轨迹。

每次需要重新开始做的时候，可以把这里面自动生成的cmd 以及log等各种文件删除7）star 为StarRCXT抽取时序参数而建立的工作目录，在这里启动StarRCXT2、TDF文件注意！Astro对TDF有特定的识别方式，后端人员在编写TDF文件时必须符合这个格式要求，否则floorplan时可能得不到符合预期的结果，如正方形变长方形。

一般按照order来写，这样比较方便。

Astro中的PAD order如下图所示，假设有208个PAD：特别注意CORNER的order，另外每边都要从1到53（或从53到1），不能随意。

如果不是紧密排放，那么就按照location来写，这样能控制相邻PAD之间距离，也需要注意CORNER的位置（此时是坐标位置，不是顺序位置）。

3、关于时钟信号PAD 摆放：一般放在某边的中间位置，如上图中bottom的第25号PAD，这样时钟树能生长的比较正，有利于clock skew的降低。

关于电源PAD，要均匀分布，这样能使供电充分；另外电源PAD不要放在每边的开始以及结束处，原因是可能造成不能直连到core ring 电源环上，影响布线。

4、关于电源strap放置。

macro单元边上放strap，使该宏模块周围的standard cell 由这些strap供电，而不用跨过macro再连到core ring上，这能省下macro 上层的布线资源给信号线用。

可以通过route setup 里面的 create route guide 把no automatic preroute on layer M1,M2,M3,M4,M5,M6全选上。

5、电源ring和strap布置完毕，preroute电源（macro,,pad，此时不必给标准单元也连接电源）后，要进行verify PGconnectivity！！！确保以后做的事情不是在浪费时间。

6、在做placement时，如果可利用面积比较大，（core的使用率不是特别大），推荐在strap 下面不要放置标准单元；在strap下面不放标准单元的方法：先在place common options里选择no standard cells under preroute of M1-M6;然后再 axgPlaceDesign。

7、时钟树综合结束，开始布线，第一步是连接标准单元的电源和地，之前其他的大步骤中都不需要连接标准单元的电源线和地线（这和synopsys教程不同，这样能节省更多时间）连接结束后同样要进行verify PGconnectivity！8、布局布线完毕，timing report没有问题之后，可以提取hierarchy netlist 和 SDF 以及SPEF 文件给前端人员做静态仿真（formality 以及PrimeTime）；DFM结束之后再报timing和做DRC，之后再次提取这些文件做后仿，此时包含了dummy元素的影响，最接近实际。