论文摘要
对于全定制设计来说,基于单元的设计有一个显著的优点,即对于一个给定的工艺,单元只需要设计和验证一次,而后就可以重复利用许多次,因此分摊了设计成本。为了缩短设计过程并使设计自动化,基于单元的设计愈来愈受青睐。标准单元库为基于单元设计流程的各个阶段提供支持,其质量对整个芯片的设计质量至关重要,因而在基于单元的设计中占有十分重要的地位。我们正在自主正向设计的0.18μm高性能X型DSP芯片,由于应用的需要,对于性能要求较高。而厂家提供的商业标准单元库不能有效的满足性能要求。因此,我们自主设计了0.18μm标准单元库,并在此基础上不断对其性能进行优化。本人在参与建库以后,主要的工作是一方面在建库方法学层面上优化buffer库,另一方面在单元设计层次上对单元库部分单元延时进行了优化。本文的主要工作如下:1、以Superior buffer算法和K_Center算法为指导建立buffer库。首先提出了多级反相器的延时模型以改进Superior buffer算法,然后在Matllab下编程实现上述两个算法。依据程序运行结果我们建立了buffer库的版图库,并提取含工艺信息的时序文件。新建buffer库的性能分析表明:其可在一定程度上提高综合效果,并会为buffer insertion带来更好的延时优化效果;此外我们还可通过改变阈值D增加buffer库规模来追求更高的库性能。2、优化时序单元。初步建立好标准单元库以后,根据综合反馈的结果,为提高芯片主频,从电路结构和管子尺寸方面对带扫描时序单元进行了优化,给出全定制的版图,并提取了*.db和*.lef文件。单元版图级模拟结果表明优化后的系列单元在功能正确,没有降低可靠性和增加面积的基础上,均降低了12%以上的延时,最大可降低21.9%的延时,最慢的单元延时减少了245ps,功耗整体上略有下降。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论§1.1 标准单元库的地位§1.2 标准单元库研究现状§1.3 课题来源、目的及意义§1.4 本文的主要研究内容§1.5 本文的组织结构第二章 标准单元库介绍§2.1 ASIC设计方法学2.1.1 ASIC设计方法分类2.1.2 各种设计方法的特点2.1.2.1 全定制法（full—custom design approach）2.1.2.2 定制法（custom design approach）2.1.2.3 半定制法（semi—custom design approach）2.1.2.4 模块编译法2.1.2.5 可编程逻辑器件2.1.2.6 逻辑单元阵列§2.2 标准单元的设计特点§2.3 标准单元库的组成§2.4 单元库的基本内容§2.5 标准单元库的发展趋势2.5.1 建库面临的问题2.5.2 高性能库的建立2.5.2.1 必要的单元2.5.2.2 好的综合对库的要求2.5.2.3 高性能库所需的单元第三章 Buffer库的研究与优化§3.1 Buffer的数学描述3.1.1 P/N管沟道宽度比例的确定3.1.2 buffer前后级管子尺寸比例的确定3.1.3 buffer的数学描述§3.2 Superior buffers算法的改进与实现3.2.1 选取适当的C、R、t3.2.2 buffer延时模型的改进3.2.3 三个输入电容最小的反向和未反向的buffer3.2.4 算法的Matlab编程实现Center算法的实现'>§3.3 KCenter算法的实现1,b2）的表达式'>3.3.1 确定dist（b1,b2）的表达式3.3.2 算法的Mat1ab实现§3.4 Buffer库的实现与性能分析§3.5 小结第四章 带扫描时序单元延时优化§4.1 优化方案§4.2 电路设计4.2.1 电路结构优化4.2.2 尺寸优化4.2.2.1 门管子比例的确定4.2.2.2 具体尺寸的确定§4.3 版图设计4.3.1 标准单元版图设计基本技术4.3.1.1 对于所有单元类型的设计规则4.3.1.2 设计标准单元4.3.1.3 确定布线网格Pitch4.3.1.4 MOS管简化4.3.2 低功耗版图设计技术§4.4 模拟4.4.1 目标4.4.2 量测指标及量测方法4.4.3 模拟结果*.db和*.lef文件的提取'>§4.5*.db和*.lef文件的提取*.db文件的提取'>4.5.1*.db文件的提取*.lef文件的提取'>4.5.2*.lef文件的提取§4.6 小结第五章 结束语§5.1 工作总结§5.2 未来工作展望致谢参考文献作者在学期间取得的学术成果
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