如今集成電路(Integrated Circuit，IC)設(shè)計往往需要芯片包含多種工作模式，并且在不同工藝角度正常工作。角度和模式的增加，無疑使時序收斂面臨巨大挑戰(zhàn)。本文中，介紹一種多工藝角度多工作模式下快速實現(xiàn)時序收斂的技術(shù)---MCMM(Multicorner-Multimode)技術(shù)，將兩重要性能重新組合，對時序進(jìn)行分析、優(yōu)化，到達(dá)快速時序收斂的目的。該技術(shù)是基于一個80萬門基于TSMC 0.152μm logic工藝電力網(wǎng)載波通信(PLC)的芯片設(shè)計，設(shè)計結(jié)果表明，利用MCMM技術(shù)不但可以解決時序難以收斂的問題，并有效降低了芯片設(shè)計周期。
隨著集成電路工藝的不斷發(fā)展，芯片受工藝、電壓、溫度(Process、Voltage、Temperature，PVT)的影響越來越嚴(yán)重，需要使用更多的工藝角來保證芯片在不同條件下能穩(wěn)定工作;與此同時，隨著芯片測試需求的增加和功能的增強(qiáng)，芯片的工作模式也在不斷增加，這給芯片版圖設(shè)計者帶來了一系列的困難，其中最困難的當(dāng)然是如何快速實現(xiàn)時序收斂，縮短設(shè)計周期。設(shè)計者必須保證芯片在相同工作模式不同工藝角下的時序收斂，當(dāng)工藝角和工作模式數(shù)量多的時候，使用傳統(tǒng)的方法來實現(xiàn)時序收斂絕非一件易事，需要大量的人工工作進(jìn)行大量反復(fù)迭代，分析并消除模式之間的影響，有時甚至?xí)霈F(xiàn)時序難以收斂的情況。我們實驗室設(shè)計的PLC 芯片，正是采用了Synopsis 公司IC Compiler 軟件的MCMM 設(shè)計技術(shù)，完全放棄了傳統(tǒng)的時序收斂方法，有效加速了實現(xiàn)時序收斂，縮短了設(shè)計周期。
傳統(tǒng)的時序收斂實現(xiàn)方法
在傳統(tǒng)的時序收斂和分析方法下，版圖設(shè)計工程師需要在不同的工作模式之間來回切換設(shè)計約束進(jìn)行分析優(yōu)化，以滿足同一時序路徑在不同模式下的時序要求，如圖1所示。
從圖1中可以看出，這種方法的缺點是版圖工具無法同時覆蓋到所有模式下的時序，必須以串行的方法來修復(fù)各個模式的時序，還必須保證修復(fù)過程中模式之間沒有影響，這無疑增加了各個模式之間的切換迭代次數(shù)和人工手動ECO 的時間。如果芯片的工藝角和模式越多，切換迭代次數(shù)就越多，工作量會大到讓設(shè)計者難以接受的地步。
基于MCMM技術(shù)
快速時序收斂實現(xiàn)方法MCMM技術(shù)實現(xiàn)時序收斂的基本思想是，工藝角和模式組成場景(scenario)，版圖設(shè)計軟件IC Compiler"吃進(jìn)"所有scenario 的時序約束，激活關(guān)鍵的scenario，讓軟件自行評估和優(yōu)化。同一條違例時序路徑可能出現(xiàn)在不同的scenario中，評估這條違例路徑在不同scenario中的時序裕量大小，例如一條路徑在scenario1 中的裕量為-1，在scenario2中的裕量為-0.2，則認(rèn)為其在scenario1中的權(quán)重更高，在權(quán)重最高的scenario1 中進(jìn)行修復(fù)。具體流程如圖2所示。
很明顯，與傳統(tǒng)方法相比，MCMM技術(shù)將時序收斂的處理變以往的"串行"為"并行"，并且模式之間的影響完全交給版圖軟件來分析，省去了人工手動ECO的工作，從而大大減少了時序收斂的迭代次數(shù)和設(shè)計時間。
