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数字后端实现place过程进阶

数字后端实现place过程进阶

作者: 飞奔的大虎 | 来源:发表于2022-05-25 09:12 被阅读0次

在数字后端布局布线APR中,placement阶段处于Design Planning和CTS之间,如图1所示。Placement阶段可以划分为Placement setup and checks,DFT setup,power setup,placement and optimization and congestion/Timing optimization。

1.Placement setup and checks

首先,在placement之前需要打开library和对应的floorplan cell,将TLUPLUS文件apply到library中。命令如下:

set_tlu_plus_files \

-max_tluplus $DVAR(tlup_file,RC_MAX) \

-min_tluplus $DVAR(tlup_file,RC_MIN) \

-tech2itf_map $DVAR(layer_map_mdb_2_itf)

设置好了,我们最好再check下是否已经设上(check_tlu_plus_files)。为何要把这步写在第一点呢?因为它是工具计算timing的基础。

其次,需要先design中所有Macro(Memory和IP)fix住。如何不fix住,工具在做placement过程,会根据它的行为,将原来摆放好的memory重新做placement,这个结果显然不是我们想得到的。实现命令如下:

set_dont_touch_placement [all_macro_cells]

同时,可能前端工程师例化了一些比较特殊的cell(比如测试debug用),这类cell往往他们不希望被工具优化掉。这种情况下,就需要和前端工程师沟通好并将此类特殊的cell get出来,并设置dont_touch属性。实现命令如下:

set_dont_touch [get_cells $cells]

最后,需要检查下该process下可以用来绕线的layer是否设置正确。如果设置不正确,会影响到工具估算congestion map的准确性。

set_ignored_layers \

-min_routing_layer $DVAR(design,min_rt_layer) \

-max_routing_layer $DVAR(design,max_rt_layer)

report_ignored_layers

图1 placement flow

2.DFT setup

这个过程主要是针对设计中存在scan chains,即设计是做了DFT(Design For Test)的情况。正常情况下,scan chains连接顺序是无序的,这个时候后端工程师可能会找前端负责综合的工程师要一个scandef的文件(如果绕线资源比较紧张的情况下)。在ICC/ICC2中读入对应的scandef,然后让工具做scan chain的reorder,从而缓解绕线资源紧张的状态。

图2 scan chains 连接示意图

图3 scan reorder之前的飞线图

图4 scan reorder之后的飞线图

3.Power setup

power优化一直是后端实现过程中非常重要的一个步骤,贯穿整个后端实现过程的每个环节。为了优化power,我们可能需要引进各种VT的cell。在关键路上上,选用低阈值电压的cell。在非关键路径上,需要选用高阈值电压的cell,节省功耗。因此,需要将我们的target library设置完整,方便工具选用。

另外,我们为了优化功耗,通常还会在ICC/ICC2中读取saif文件。更多关于利用saif文件来优化design power的方法,会在后续的文章分享中介绍到。读取saif文件的命令如下:

read_saif -input DESIGN.saif -instance DESIGN

图5 saif文件的格式

4.Placement and optimization

前面几点设置好,并apply一些优化timing的脚本后,我们就可以执行place_opt来进行timing-driven and congestion-driven的placement和logic优化。通常使用如下命令:

place_opt -area_recovery -congestion -optimize_dft -power

place_opt过程主要分为四个步骤,如下图6所示,图中的AHFS的全称估计有些人仍然不知晓,说明平时跑job的时候没有认真看过log。这四个步骤在跑place的log中体现的淋漓尽致,这个细节需要大家额外关注。

AHFS: Auto High Fanout Synthesis

图6 place过程的详细步骤

5.Congestion 和timing的优化

如果带上congestion后,工具跑出来的congestion比较严重,此时,需要工程师去分析原因,找到问题的根源后,设置一些约束条件引导工具解决congestion的问题。下一篇会介绍“当你的design中存在比较严重的congestion时,应该如何解决?”,敬请期待。

对于工具placement后timing没达到我们的预期,我们也需要分析“timing差在哪里" ,”为何timing差“,”如何解决“。如果是floorplan导致的,更改floorplan;如果是逻辑兜来兜去,可能是逻辑分布不太合理,可以尝试加bounds解决;如果是工具因为别的假path(比如IO相关的path)挡到工具优化关键路径上cell的优化,可以尝试细分group path。反正情况很多,这里就不一一列举。

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