数字IC前端设计流程及工具【RTL设计+功能仿真】【综合】【DFT】【形式验证】【STA静态时序分析】

2021-04-29 17:41:48 浏览数 (2)

(联发科技-2021年校招-数字IC-卷A)

请说明 IC 前端整合(RTL To Netlist)所包含的流程,并简要说明一下 Synthesis 的主要任务,以及 Synthesis 的输入和输出。

以门级网表(Netlist)生成为分界线,之前称为前端,之后称为后端。

布局布线之前可以认为是前端,布局布线到流片是后端。

前端:逻辑设计,RTL ——》 Netlist 门级网表;

后端:物理设计,Netlist 门级网表 ——》 物理版图;

Synthesis:综合,主要任务是将 RTL 代码 转成 门级网表;

典型的网表文件由单元(Cell)、引脚(Pin)、端口(Port)、网络(Net)组成。

Synthesis 输入:RTL 代码,工艺库,约束

Synthesis 输出:Netlist 门级网表(用于布局布线),标准延迟文件(用于时序仿真);综合后的报告;

功能仿真

验证 RTL 代码设计的功能正确性没有加入延时信息,又叫前仿真,工具有 Mentor 的 Modelsim,Synopsys 的 VCS,Candence 的 NC-Verilog。 在综合、布局布线以后,有加入延时的后仿真(时序仿真)。

Synthesis 综合

逻辑综合的结果(目的)是把 HDL 代码翻译成门级网表 netlist,工具有 Synopsys 的 Design Compiler(简称 DC),门级网表拿去布局布线。

DFT 可测性设计

DFT(Design for Test)可测性设计,为了测试而加入的设计,常见技术 :

(1)Scan Chain(扫描链),针对时序电路,测试寄存器(Flip-Flop)和组合逻辑;

(2)MBIST(Memory Bulit-in Self Test,内建自测试),测试芯片中存储资源, rom 和 ram,在设计中插入内建自测试逻辑;

(3)Boundary Scan(边界扫描),测试封装与 IO、芯片间互联,主要逻辑有 TAP Controller 和 Boundary Scanchain)、JTAG(JTAG 是boundary scan design中用到的一个基本结构)。

ATPG(Automatic Test Pattern Generation,自动测试向量生成,基于扫描链,根据算法推算出应该加载到扫描链上的激励序列和期望序列,这样的序列称为测试向量);

DFT 构建硬件结构,ATPG 生成测试向量。

形式验证

形式验证,属于验证范畴,从 功能上 对综合后的网表进行验证,常用的是等价性检验,以功能验证后的 HDL 设计为参考,对比综合后的网表功能,检验是否在功能上存在等价性,保证综合后没有改变原先 HDL 描述的功能

形式验证工具有 Synopsys 的 Formality。

STA 静态时序分析

STA 静态时序分析(Static Timing Analyse),属于验证范畴,从时序上对综合后的网表进行验证,检查电路是否存在建立时间、保持时间等违例。

注意 STA 和 形式验证的不同,STA 从时序上验证,形式验证从功能上验证

STA 工具有 Synosys 的 Prime Time。

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