跳轉到

C.1 開源 EDA 術語對照表#

開源數位晶片設計流程(Yosys → OpenROAD → signoff)涉及大量英文術語,本章整理常用詞彙的中英對照與意涵,作為全書的一致用語參考。

工具與專案#

英文 中文 意涵
OpenROAD OpenROAD 開源 RTL-to-GDSII 自動化實體設計工具,本書主角,涵蓋 floorplan 到 routing 與 ECO。
OpenSTA OpenSTA 開源 static timing analysis 引擎,內建於 OpenROAD,負責時序簽核分析。
OpenDB OpenDB OpenROAD 的資料庫層,以 C++ 表示 netlist 與實體資訊,Tcl 命令透過它操作設計。
ORFS OpenROAD Flow Scripts OpenROAD 官方流程腳本,以 GNU Make 從 RTL 一路跑到 GDS 與 DRC/LVS。
Yosys Yosys 開源 synthesis 工具,將 RTL 轉為 gate-level netlist。
OpenLane OpenLane 以 OpenROAD + Yosys 為核心的封裝流程,提供預設配置的 ASIC 實作。
iverilog Icarus Verilog 開源 Verilog 事件驅動模擬器,常用於功能驗證。
Verilator Verilator 開源 Verilog 編譯式模擬器,速度快,廣泛用於迴歸驗證。
KLayout KLayout 開源 GDS 檢視與編輯工具,常用於版圖檢查與 DRC script。
Magic Magic 經典開源版圖編輯器,支援 DRC 與 GDS 產生。

檔案格式#

英文 中文 意涵
LEF 實體庫交換格式(Library Exchange Format) 描述 cell 的實體外形、pin 位置與繞線層規則。
DEF 設計交換格式(Design Exchange Format) 描述設計的 placement、routing 與 floorplan 結果。
Liberty (.lib) 時序庫格式 描述 standard cell 的時序、功耗與 DC 特性模型。
SPEF 標準寄生交換格式 描述萃取後的 RC 寄生參數,供精確 STA 使用。
GDSII GDSII 版圖格式 晶圓製造的最終版圖交付格式。
SDC 設計約束格式(Synopsys Design Constraints) 描述 clock、I/O delay 等時序限制,STA 的輸入之一。
NLDM 非線性延遲模型 Liberty 內以二維查表表示延遲與 transition 的模型。
CDL 電路描述語言 簡化 netlist 格式,供 LVS 工具比對電路。
VCD 值變化轉儲 記錄訊號隨時間變化的波形檔,供模擬結果除錯。
PDK 製程設計套件(Process Design Kit) 包含 tech LEF、Liberty、DRC/LVS 規則的製程檔案集合。

設計表示#

英文 中文 意涵
RTL 暫存器傳輸層 用 Verilog/VHDL 描述暫存器間資料流動的抽象層級。
netlist 電路網表 由 cell 與 net 構成的連接描述,合成後的 gate-level 結果。
standard cell 標準元件 PDK 提供的預鑄邏輯閘/正反器,版圖等高、可並排擺放。
macro 巨集電路 較大的預設計區塊,如 memory、IP block,placement 時需預留位置。
instance 實例 netlist 中某個 cell 的一次具體使用。
pad 焊墊 晶片邊緣的 I/O 單元,連接訊號到封裝。
pin 接腳 cell 或 block 的輸入輸出端點。
tie cell 綁定元件 提供常數 0/1 連接的小 cell,避免直接接電源軌。
tapcell 井接觸元件 提供 well/substrate 接觸,滿足 latch-up 規則。

實體設計階段#

英文 中文 意涵
floorplan 布局規劃 劃分 die/core 區域、擺放 macro 與 power grid 的第一步。
placement 擺置 將 cell 放到 core 區域內,分 global placement 與 detailed placement。
CTS 時脈樹合成 插入 clock buffer 樹,使時脈抵達各正反器的 skew 最小化。
routing 佈線 將 net 依規則實際連接,分 global routing 與 detailed routing。
power grid / PDN 電源網絡 供 VDD/VSS 的金屬網格結構,由 pdngen 產生。
pin placement 接腳擺放 決定 block I/O pin 的位置,影響後續繞線品質。
utilization 使用率 cell 面積占 core 面積的比例,太高會導致擁塞與收斂困難。
legalization 合法化 detailed placement 將 cell 對齊 site 並消除重疊的步驟。
ECO 工程變更命令 在後段流程中做的小幅修正,如插 buffer、換 cell。
tapeout 下線 設計定案送交晶圓廠製造的最終階段。

簽核與分析#

英文 中文 意涵
signoff 簽核 交付前的最終驗證(時序、DRC、LVS 全部通過)。
STA 靜態時序分析 不靠模擬向量、遍歷所有路徑的時序分析方式。
setup time 建立時間 時脈有效緣前資料需穩定的最短時間,違反造成 setup violation。
hold time 保持時間 時脈有效緣後資料需維持的最短時間,違反造成 hold violation。
slack 時序餘量 要求時間減去到達時間;負值即違規。
WNS 最差負 Slack 所有路徑中最差的 slack 值。
TNS 總負 Slack 所有違規路徑 slack 的總和。
skew 時脈偏斜 時脈抵達不同正反器的時間差。
DRC 設計規則檢查 檢查版圖是否符合製程幾何規則(spacing、min-area 等)。
LVS 版圖與電路比對 驗證 GDS 版圖抽取出的電路與 netlist 一致。
antenna effect 天線效應 長金屬走線累積電荷損傷閘極,需 diode 或跳層修復。
MPW 多專案晶圓 多個設計共享同一晶圓以分攤光罩費用的低成本投片方式。
IR drop 電壓降 電流通過電源網絡造成的壓降,過大影響時序與功能。
congestion 繞線擁塞 某區域需求走線資源超過供給,導致 short 與 DRC。
clock propagation 時脈傳播模式 STA 計入實際 clock tree 延遲,post-CTS 分析必須的模式。