通過左移DRC設(shè)計(jì)規(guī)則檢查方法降低IC設(shè)計(jì)復(fù)雜性

最成功的半導(dǎo)體公司都知道，集成電路 （IC） 設(shè)計(jì)日益復(fù)雜，這讓我們的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 （DRC） 方法不堪重負(fù)。迭代的“通過校正構(gòu)建”方法適用于更簡(jiǎn)單的自定義布局，但現(xiàn)在卻造成了大量的運(yùn)行時(shí)和資源瓶頸，阻礙了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有效驗(yàn)證其高級(jí)設(shè)計(jì)和滿足緊迫的上市時(shí)間目標(biāo)的能力。為了克服這種設(shè)計(jì)復(fù)雜性，主要半導(dǎo)體公司不斷從其生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴那里尋找有效的工具。西門子 EDA 是一家大型電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 （EDA） 公司，它提供了一種新的、強(qiáng)大的左移驗(yàn)證策略，他們對(duì)其進(jìn)行了評(píng)估并宣布它改變了他們?cè)缙谠O(shè)計(jì)階段的游戲規(guī)則。

左移如何應(yīng)對(duì)現(xiàn)代 IC 設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)

電子行業(yè)不斷發(fā)展，不斷創(chuàng)新和改變集成電路的基本方面。整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都會(huì)做出反應(yīng)并推動(dòng)改進(jìn)，從而產(chǎn)生更快、更小、更強(qiáng)大的 IC。對(duì)于制造前的物理設(shè)計(jì)和布局驗(yàn)證，我們?cè)?jīng)可以依靠手動(dòng)的定制流程。這已經(jīng)讓位于高度自動(dòng)化的工作流程和多層設(shè)計(jì)層次結(jié)構(gòu)。由于不同的設(shè)計(jì)組件是由不同的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在不同的時(shí)間表上開發(fā)的，因此要有一個(gè)完全組裝的設(shè)計(jì)布局可用于全面驗(yàn)證變得極其困難。此外，當(dāng)今高級(jí)工藝設(shè)計(jì)規(guī)則的龐大數(shù)量和復(fù)雜性加劇了制造前所需的關(guān)鍵設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 （DRC） 的運(yùn)行時(shí)間和計(jì)算要求。

解決方案在于在設(shè)計(jì)過程的早期移動(dòng)驗(yàn)證步驟——這種策略稱為“左移”驗(yàn)證。通過將驗(yàn)證移至更接近設(shè)計(jì)更改源的位置，左移方法可以顯著縮短調(diào)試時(shí)間，管理不完整的數(shù)據(jù)并加快流片路徑。傳統(tǒng) DRC 運(yùn)行和左移 DRC 運(yùn)行之間的運(yùn)行時(shí)間和內(nèi)存差異很大，如圖 1 所示。

圖 1.與 Calibre nmDRC（藍(lán)色條）相比，Calibre nmDRC Recon（橙色條）的運(yùn)行時(shí)間和內(nèi)存改進(jìn)。西門子 EDA

主要半導(dǎo)體公司正在使用 Siemens EDA 的左移 DRC 工具（稱為 Calibre DRC Recon）取得成功。該工具有效性的關(guān)鍵在于它能夠僅識(shí)別和運(yùn)行范圍內(nèi)的本地規(guī)則，而不是在整個(gè)設(shè)計(jì)中執(zhí)行全面的 DRC 檢查。與傳統(tǒng)的 DRC 方法相比，這種“本地檢查”方法大大降低了運(yùn)行時(shí)和硬件要求。

作為對(duì)本地檢查方法的補(bǔ)充，設(shè)計(jì)人員還可以使用自動(dòng)豁免功能來識(shí)別和排除設(shè)計(jì)中已知不完整的區(qū)域，從而消除它們進(jìn)行檢查，從而避免錯(cuò)誤違規(guī)減慢驗(yàn)證過程。這是一種通過自動(dòng)豁免實(shí)現(xiàn)的灰箱技術(shù)，如圖 2 所示。

客戶的左移 DRC 成功案例

一家領(lǐng)先的技術(shù)公司親眼目睹了使用 Calibre DRC Recon 采用左移驗(yàn)證策略的好處。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠顯著降低運(yùn)行時(shí)和硬件要求，同時(shí)提高整體生產(chǎn)力。設(shè)計(jì)人員在平面圖階段開始使用 Calibre nmDRC Recon 迭代，然后在物理實(shí)現(xiàn)階段。到那時(shí)，大多數(shù)設(shè)計(jì)都沒有電源和接地網(wǎng)絡(luò)的短路。他們能夠及早發(fā)現(xiàn)任何問題，同時(shí)仍然很容易直接在布局環(huán)境中修復(fù)。由于這些修復(fù)是使用簽核準(zhǔn)確的 Calibre 規(guī)則進(jìn)行的，因此團(tuán)隊(duì)知道結(jié)果是可靠且高度準(zhǔn)確的。圖 3 說明了不同 DRC 方法的運(yùn)行時(shí)改進(jìn)。

圖 3.使用左移 DRC 時(shí)，運(yùn)行時(shí)間顯著縮短。西門子 EDA

設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)展示了左移驗(yàn)證在實(shí)際應(yīng)用中的強(qiáng)大功能。通過利用本地檢查方法和互補(bǔ)功能（如自動(dòng)豁免和分牌運(yùn)行），該團(tuán)隊(duì)能夠加快其設(shè)計(jì)迭代并縮短上市時(shí)間。

運(yùn)行時(shí)的改進(jìn)是顯著的，與傳統(tǒng)的 DRC 方法相比，左移 DRC 工具的性能提高了 15 倍。此外，內(nèi)存使用量減少了 18 倍，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能夠最大限度地提高其計(jì)算資源的利用率。

采用左移思維方式，加快 IC 設(shè)計(jì)速度

隨著 IC 設(shè)計(jì)的復(fù)雜性不斷升級(jí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不能再依賴傳統(tǒng)的 DRC 方法來跟上步伐。左移驗(yàn)證策略提供了一個(gè)引人注目的解決方案，可解決現(xiàn)代設(shè)計(jì)組織面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

通過專注于本地檢查、利用自動(dòng)豁免和優(yōu)化并行執(zhí)行，左移 DRC 加快了設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程，簡(jiǎn)化了調(diào)試，并最終更快地將創(chuàng)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。該案例研究有力地證明了這種方法的變革性影響，突出了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以實(shí)現(xiàn)的顯著生產(chǎn)力提升和效率提升。

對(duì)于希望保持領(lǐng)先地位的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來說，采用左移思維方式進(jìn)行物理驗(yàn)證至關(guān)重要。Siemens EDA 的先進(jìn) DRC 工具提供了一條行之有效的前進(jìn)道路，使設(shè)計(jì)人員具備駕馭現(xiàn)代 IC 設(shè)計(jì)復(fù)雜性所需的能力，并以前所未有的速度和效率將其尖端產(chǎn)品推向市場(chǎng)。