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物理设计

指数 物理设计

在集成电路设计中,物理设计(physical design)是完成功能设计之后的一个流程。在这一步,经过布图规划、布局、布线等具体过程后,以硬件描述语言等抽象形式表达的电路网表会被转换成代表电路的几何图形,这个几何图形被称为集成电路版图。半导体工厂根据版图文件就可以制造出实际的硬件电路。除了前面提到的具体过程,物理设计还包括一系列对于版图的设计和验证。.

7 关系: 布局 (集成电路)布图规划布线 (集成电路)硬件描述语言网表集成电路版图集成电路设计

布局 (集成电路)

布局(placement)是电子设计自动化中的一个重要步骤,在這過程中會把電路元件安置在指定面積的晶片上進行物理设计的流程。如果电路的布局存在設計不良,那么集成电路芯片的性能将会受到影響甚至部份失靈或嚴重的產生故障,而且会因为納米級別的微電路連線設計得不到優化(对连线的配置称为布线),導致晶片的制造效率降低甚至增加了不良品的比率。因此,电路的布局人员必须考虑到对多个参数的优化,以使电路成品能够符合预定的性能要求。.

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布图规划

在电子设计自动化中,布图规划(floorplan)集成电路设计(特别是其中的物理设计步骤)对于电路主要功能模块在试验性布局中的图形表示。它是物理设计后续过程,即精确布线的前提。.

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布线 (集成电路)

在电子设计自动化中,布线(routing),是印刷电路板设计和集成电路设计中的一个步骤。在设计流程里,布线通常在布局完成之后进行,布局已经将各种电路组件安置在芯片上,布线则进行这些组件之间的互连线配置。布线的原则是保证不同组件之间的连接畅通,同时符合一定的设计规则检查。.

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硬件描述语言

在电子学中,硬件描述语言(hardware description language, HDL)是用来描述电子电路(特别是数字电路)功能、行为的语言,可以在寄存器传输级、行为级、逻辑门级等对数字电路系统进行描述。随着自动化逻辑综合工具的发展,硬件描述语言可以被这些工具识别,并自动转换到逻辑门级网表,使得硬件描述语言可以被用来进行电路系统设计,并能通过逻辑仿真的形式验证电路功能。设计完成后,可以使用逻辑综合工具生成低抽象级别(门级)的网表(即连线表)。 硬件描述语言在很多地方可能和传统的软件编程语言类似,但是最大的区别是,前者能够对于硬件电路的时序特性进行描述。硬件描述语言是构成电子设计自动化体系的重要部分。小到简单的触发器,大到复杂的超大规模集成电路(如微处理器),都可以利用硬件描述语言来描述。常见的硬件描述语言包括Verilog、VHDL等。.

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网表

在电子设计自动化中,网表(netlist),或称连线表,是指用基础的逻辑门来描述数字电路连接情况的描述方式。由于逻辑门阵列有着连线表一样的排列外观,因此称之为“网表”。 网表通常传递了电路连接方面的信息,例如模块的实例、线网以及相关属性。如果需要包含更多的硬件信息,通常会使用硬件描述语言,例如Verilog、VHDL或其他的专用语言来进行描述、验证和仿真。高抽象层次(如寄存器传输级)的硬件描述可以通过逻辑综合转换为低抽象层次(逻辑门级)的电路连线网表,这一步骤目前可以使用自动化工具完成,这也大大降低了设计人员处理超大规模集成电路的繁琐程度。硬件厂商利用上述网表,可以制造具体的专用集成电路或其他电路。一些相对较小的电路也可以在现场可编程逻辑门阵列上实现。 根据不同的分类,网表可以是物理或逻辑的,也可以是基于实例或基于线网的,抑或是平面的或多层次的,等等。 N.

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集成电路版图

集成电路版图(integrated circuit layout),是真实集成电路物理情况的平面几何形状描述。集成电路版图是集成电路设计中最底层步骤物理设计的成果,物理设计通过布局、布线技术将逻辑综合的成果——门级的网表转换成物理版图文件,这个文件包含了各个硬件单元在芯片上的形状、面积和位置信息。版图设计的结果必须遵守制造工艺、时序、面积、功耗等的约束。版图设计是借助电子设计自动化工具来完成的。集成电路版图完成后,整个集成电路设计流程基本结束。随后,半导体加工厂会接收版图文件,利用具体的半导体器件制造技术,来制造实际的硬件电路。 如果以标准的工业流程进行集成电路制造,即化学、热学以及一些与光刻有关的变量可以得到精确控制,那么最终制造出的集成电路的行为在很大程度上取决于不同“几何形状”之间的相互连接以及位置决定。集成电路布局工程师的工作是将组成集成电路芯片的所有组件安置和连接起来,并符合预先的技术要求。通常这些技术要求包括性能、尺寸和制造可行性。在版图图形中,不同颜色图形形状可以分别代表金属、二氧化硅或组成集成电路组件的其他半导体层。同时,版图可以提供导体、隔离层、接触、通孔、掺杂注入层等方面的信息。 生成的版图必须经过一系列被称为物理验证的检查流程。设计人员必须使版图满足制造工艺、设计流程和电路性能三方面带来的约束条件。其中,制造工艺往往要求电路符合最小线宽等工艺限制,而功率耗费、占用面积也是考虑的因素。验证流程中最常见的是分为:.

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集成电路设计

集成电路设计(Integrated circuit design, IC design),根据当前集成电路的集成规模,亦可称之为超大规模集成电路设计(VLSI design),是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程。.

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