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介紹floorplan基本規則

數字后端IC芯片設計 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-06-25 14:15 ? 次閱讀

大家都知道,Floorplan的目的是為了確定模塊大小,位置,形狀,以及擺放Macro,也就是我們通常見到的隨機存儲單元RAM、只讀存儲單元ROM,還有其他IP模塊等等。它與Place(布局)有著一些相似的地方。Floorplan的復雜之處在于模塊的形狀與大小可能是一個不確定的變量,需要權衡結果來反推這個變量。而其簡單之處在于,Floorplan相比于Place的超大規模標準單元而言,整體數據量并不是十分龐大。

對于Floorplan而言,人們更傾向于靠自己的經驗去擺放Macro,擺放它們時不僅要考慮面積、互聯線長等傳統問題,還需要考慮Place階段,Macro的擺放對于Place的影響。因為Macro從本質上講就是一個巨型的標準單元,很多Macro也存在于各個模塊內,在Floorplan階段并不能和模塊對等的考慮。對于這個問題,人們根據實際生活中的經驗,提出一種邊緣擺放(edge place)的方法。

因為長久以來,人們在使用具有矩形或者多邊形結構的平面石磚砌墻或者鋪地面的時候發現一個規律,要想更好的利用手頭的材料,更少的產生材料的冗余,需要先從平鋪區域的邊邊角角開始工作,并且首先將最大塊的材料鋪于區域中,再向中心擴展,并用一些小材料填補區域上的空隙。

邊緣擺放的好處主要來源于下面兩點:

a.從目前芯片設計的趨勢來看,芯片中除了計算單元,隨機存儲單元RAM、只讀存儲單元ROM等。這些存儲單元占據的芯片面積在有些設計中甚至超過百分之五十。對于存儲單元來說,存在數據端口和存儲端口,并且周圍需要有一些可測性電路。這使得這些單元引線眾多且功耗巨大。將它們貼邊放置,不僅有利于這些單元的供電,而且防止這些單元過多的引腳對其他單元的布線造成影響。

b.標準單元在布局時,按照Row所劃定的高度一排一排的擺放,這樣既有利于算法的設計,又有利于工業制造。并且在給各個器件供電時,可以使用橫向的電源線將處于同一高度的器件連接在一起統一供電。若是將標準單元都擺放在芯片區域的中心,而大的Macro擺放在四周,就可以使標準單元方便的只用一條電源線連接在一起,而不會被高度不統一的Macro打斷。對電源網格的設計提供了巨大便利。

而Macro的擺放原則基本如下,可以參照下面這張圖

a.模塊盡量擺放在靠近相應輸入輸出口(I/O port)的位置。一般來說對于大型的Macro,他們不僅僅需要與芯片內部的其他Macro或者標準單元進行數據交換,還需要與芯片外部的器件進行通信。比如,鎖相環單元需要接收外部晶振信號,存儲單元需要接收外部地址等。這種數據交換就是靠I/O port進行的,因此擺放在離相應的數據端口附近,有利于減少互聯線長度,減少線上延遲,并節約布線資源。

b.大的Macro擺放盡量貼近版圖的邊緣和角落,這樣有利用空間的利用。如下圖所示:

c.Macro與Macro之間要留有一定空隙,給予布線資源。特別是在Macro的間隙有端口的時候更是如此,設計者可以通過相鄰Marco邊界上端口的多少來決定留有多大的間隙比較合適。在使用EDA軟件的Floorplan設計時,同樣可以給Macro加上halo來控制Macro與Macro之間的距離。Halo分為placement halo和routing halo,可以分別阻止在有Halo區域放置其他單元或者繞線,類似于blockage。但是Halo并不是獨立存在,而是依附于Macro周圍,可隨Macro移動的。所以它是專門用來控制Macro和其他單元之間距離的一種功能。

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原文標題:Build A City——Floorplan

文章出處:【微信號:IC_Physical_Design,微信公眾號:數字后端IC芯片設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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