MCU芯片全流程设计的方法

一、确定项目需求

1. 确定芯片的具体指标：

物理实现

制作工艺（代工厂及工艺尺寸）；

裸片面积（DIE大小，DIE由功耗、成本、数字/模拟面积共同影响）；

封装（封装越大，散热越好，成本越高）。

性能指标：

速度（时钟频率）；

功耗。

功能指标：

功能描述

接口定义

2. 系统级设计：

用系统建模语言（高级语言 如matlab，c等）对各个模块描述，为了对方案的可行性进行验证。

二、前端流程

1. RTL 寄存器传输级设计

利用硬件描述语言，如verilog对电路以寄存器之间的传输为基础进行描述。

2. 功能验证（动态验证）：

对设计的功能进行仿真验证，需要激励驱动，是动态仿真。仿真验证工具Mentor公司的 Modelsim， Synopsys的VCS，还有Cadence的NC-Verilog均可以对RTL级的代码进行设计验证，该部分称为前仿真，接下来逻辑部分综合之后再一次进行的仿真可称为后仿真。

3. 逻辑综合（Design Compile）：

需要指定特定的综合库，添加约束文件；逻辑综合得到门级网表（Netlist）。

4. 形式验证（静态验证）：

功能上进行验证，综合后的网表进行验证。常用的就是等价性检查方法，以功能验证后的HDL设计为参考，对比综合后的网表功能，他们是否在功能上存在等价性。这样做是为了保证在逻辑综合过程中没有改变原先HDL描述的电路功能。做等价性检查用到Synopsys的Formality工具。

5. STA静态时序分析：

在时序上进行分析，用到Synopsys的PT（Prime Time）工具，一般用在后端设计中，由版图生成网表进行STA更准确一些；

STA满足时序约束，得到最终的Netlist。

6. DFT（design for test）可测性设计：

为了在芯片生产之后，测试芯片的良率，看制作有无缺陷，一般是在电路中插入扫描连（scan chain）；

DFT是在得到Netlist之后，布局布线（Place and Route）之前进行设计。

三、后端流程

1. 布局布线（Place and Route）：

包括时钟树插入（布局时钟线），布局布线用到Synopsys的IC Compiler（ICC）工具。

在布线（普通信号线）之前先布局时钟线，即时钟树综合CTS（Clock Tree Synthesis），用到Synopsys的Physical Compiler工具。

2. 寄生参数提取（Extrat RC）：

提取延迟信息

3. 静态时序分析（STA）：

加入了布局布线延迟，更真实的时序分析

4. 版图物理验证：

DRC（设计规则检查）、LVS（版图一致性检查）

工具：

Mentor：Calibre

Synopsys：Hercules

Cadence：Diva/dracula

5. 生成GDSII文件，Tap_off 流片

（注：整个IC设计流程都是一个迭代的过程，每一步如果不能满足要求，都要重复之前的过程，直至满足要求为止，才能进行下一步。）

IC设计流程相关名词梳理（含各流程EDA工具梳理）

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审核编辑：彭静