1、器件延迟模型
器件延迟的两种理论模型:
非线性延迟模型(Non-linear Delay Model, NLDM)
复合电流源模型(Composite Current Source Model, CCSM)
1.1 NLDM
NLDM是一项早期引入的技术,特别是在65 nm工艺节点之前,该技术为迅速评估单元的延迟提供了有效方法。这种方法依赖于NLDM驱动模块和NLDM接收模块,确保了对单元延迟的准确模拟。
在库文件中,NLDM是一个二维查找表,这个查找表的两个索引分别是输入转换时间和输出电容,表中的内容是上升下降沿的延迟以及输出转换时间的值。
随着工艺尺寸的减小,金属连线上的电阻值变得越来越大,当电压源的内阻Rd远远小于金属连线上的电阻的时候,电压源模型会发生严重的失真;对于NLDM接受模块,在先进工艺节点下,密勒效应更加明显,无法进行建模。因此提出了一种新的器件延迟的模型CCS,CCS模型很好地解决了NLDM模型严重失真的问题。
1.2 CCS
CCS模型包括了CCS驱动模块和CCS接收模块,CCS驱动模块表征的是流入负载电容的电流值,它的两个索引也分别是输入转换时间和输出电容,但是和NLDM的区别在于查找表中的值不是一个确定的值,而是电流波形。
和NLDM不同,CCS描述的是一个非线性复用电流源,即使金属连线上的电阻非常大,也可以精确得到输出电流的波形。CCS接收模块采用双电容的形式来描述密勒效应,在接收模块的电压值达到延迟阈值的前后,分别采用两个电容进行描述,相较于NLDM的单电容描述更加准确。
2、线延迟模型
线延迟共有两种模型,存在两种计算互连线产生RC系数的方式:
线负载模型(Wire Load Mode, WLM)
拓扑模式(Topographical Mode,Topo-M)
2.1 WLM
WLM是根据fanout来估算门电路与门电路之间的线路的长度,再根据连线长度来进行线上电阻、电容和面积的参数估计,是一种概率上的统计结果。
这种方式具有明显的不足之处,它并不能准确计算出金属连线的长度,因此计算出的RC可能会与真实的RC值产生很大的偏差,并且网表中可能包含过缓冲或欠缓冲的门,在综合时需要反复迭代。
2.2 Topographical Mode
WLM存在明显的不足之处,设计者提出了另一种拓扑模式,拓扑模式通过拥塞感知布线估计的方法去实现粗略布局,估计出的RC信息与完成布局布线后的RC信息更加接近。
Design Compiler -topo采用二次综合的流程,首先Design Compiler会对设计进行初步综合,得到初步的ddc文件后进行布局规划(Floorplan),然后根据器件的位置得到线负载模型,第二次综合通过后生成用于后端布局布线的网表。
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