后端基础——pad

IO pad =pad+电路

IO总的来说由两部分组成，一个是PAD，一个是电路。电路又分为pre 和 post。
PAD的作用是为了封装的时候连接金线。因此，为了防止金线短路，要求PAD之间要有最小距离，具体数值要看你的封装形式。
电路的作用有几方面：ESD保护，level shifter，施密特触发器等等。还有提供电源环路。
二者合在一起构一个IO（也就是I/O pad），有的时候PAD和电路是分开，stagger就是这种情况，在IO limiter的情况下，为了节省面积，将PAD分成两排甚至三排交错的排列，但是电路必须是在一条直线上的（因为电源环路的需求）。

一个基本的pad library，应该可以提供如下几种pad：

1. 给pad供电的pad，例如：PAD_VDD, PAD_VSS;
2. 给core供电的pad，例如：VDD, VSS; （如果存在多个VDD domain， 还有AVDD, AVSS，之类的pad）
3. 模拟信号的pad，例如ANIN (analog的pad一般就是一块铁片，有的vendor推荐用户可以自己基于要求自己再加上一定的ESD保护电路)
4. 数字信号的pad，一般有input和output的区别，里面还有包括level shifter，buffers之类的数字电路

一般来说，pad ring会设计成一个方形或者矩形，这样给pad 供电的PAD_VDD, PAD_VSS可以比较均匀的分布在pad ring里面。当然，有时候遇到电路里面有高压的模块，可能不能share整个pad ring，那么pad ring就可能只有方形的三面，也是合理的。

相邻的pad之间需要隔开还是可以紧密挨着，主要是取决于最后封装时候的要求。举个例子，比如每个pad 的宽度是50um，但是封装引脚的最小距离是80um，那么相邻的pad之间就需要加filler（一种特定的cell，里面的PAD_VDD, PAD_VSS是连续的）同时，每个转角处还有专门的Corner cell，也是保证了pad ring里面ESD相关的信号的连续性。

在可能的前提下，尽量多放power pad（可以减小bonding wire的弹跳效应），并让power pad均匀分布。然后是确定所需的电源pad的数量。用下面的公式粗略估计一下，比如总的电流是120mA，然后pad ring的四条边都加上VDD和VSS的pad，每个vdd pad的最大电流是30mA，如果Vworst和core power里面的电源电压一样大，那么每边一个pad就足够了。如果这两个电压值不一样，则应该增加vdd pad的数量。