一、ICC综合概述

ICC(IC Compiler)是把门级网表转换成foundry厂可用于掩膜的版图信息的过程,它包括数据准备、布局、时钟树综合、布线等步骤。

ICC

ICC输入文件

ICC输入需要两部分信息:综合数据+物理数据。
综合数据:

  • 门级网表文件,如orca.v
  • 约束文件,如orca.sdc
  • 逻辑库文件,包含时序信息,如标准单元sc.db,宏单元macros.db,输入输出单元io.db等

物理数据:

  • 技术文件,包含金属层等信息,如abc_6m.tf
  • 线负载模型,TLU+
  • 物理库文件,包含版图信息,如标准单元sc.mw,宏单元macros.mw,输入输出单元io.mw等

ICC输出文件

ICC输出的是GDSII格式的版图,用于流片。

二、ICC综合流程

参考Synopsys ICC lab1的RISC_CHIP的例子,展示各个流程发生的变化。

1、逻辑库、技术库、版图库等基本参数设定

这是前期的准备工作,设定搜索路径、逻辑时序库.db、负载模型库.tluplus等。

2、创建自己的Milkyway文件夹

Milkyway是Synopsys用于保存版图所有信息的格式,创建自己的Milkyway文件夹用来保存ICC过程中的文件。

读入门级网表,所有的模块都集中在角落,需要加入后续的布局布线信息。
读入门级网表

3、布局规划floorplan

布局主要包含芯片大小的规划、IO单元的规划、宏单元的规划、电源网络的设计等。

读入.def文件,包含了整体的布局信息,这个文件需要另外经过许多操作产生:

floorplan

floorplan一旦确定,整个芯片的面积就定下来了,并且和整个设计的timing、布通率密切相关。

4、布局placement

placement是将一个个标准单元模块放入中间区域,通过place_opt自动排布

placement

5、时钟树综合CTS

时钟树综合的主要目的是减小内部各个时钟的偏斜。时钟源必须通过一级一级的buffer才能驱动众多内部时钟,buffer采用上下延时对称的反相器。

下图是时钟树综合后的布局,内部的标准单元会重新排布:
CTS

下图高亮了时钟树的内部走线
时钟树

6、布线routing

布线会经过全局布线(Global routing 和详细布线 (Detail Routing)两个步骤,通过route_opt完成:

6.JPG

三、ICC注释详解

############################################################
# 1、逻辑库、技术库等基本参数设定
############################################################
lappend search_path ../ref/db ../ref/tlup
set_app_var target_library "sc_max.db"
set_app_var link_library "* sc_max.db io_max.db ram16x128_max.db"
set_min_library sc_max.db -min_version sc_min.db
set_min_library io_max.db -min_version io_min.db
set_min_library ram16x128_max.db -min_version ram16x128_min.db
# - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
# RISC_CHIP setup variables
# - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
set my_mw_lib risc_chip.mw
set mw_path "../ref/mw_lib"
set tech_file " ../ref/tech/cb13_6m.tf"
set tlup_map "../ref/tlup/cb13_6m.map"
set tlup_max "../ref/tlup/cb13_6m_max.tluplus"
set tlup_min "../ref/tlup/cb13_6m_min.tluplus"
set top_design   "RISC_CHIP"
set verilog_file "./design_data/RISC_CHIP.v"
set sdc_file     "./design_data/RISC_CHIP.sdc"
set def_file     "./design_data/RISC_CHIP.def"
set ctrl_file    "./scripts/opt_ctrl.tcl"
set derive_pg_file    "./scripts/derive_pg.tcl"
set MODULE_NAME RISC_CHIP
############################################################
# 2、创建自己的Milkyway文件夹
############################################################
file delete -force $my_mw_lib
create_mw_lib $my_mw_lib -open -technology $tech_file \
    -mw_reference_library "$mw_path/sc $mw_path/io $mw_path/ram16x128"
#加载门级网表文件
import_designs $verilog_file \
    -format verilog \
    -top $top_design
#加载线负载模型
set_tlu_plus_files \
    -max_tluplus $tlup_max \
    -min_tluplus $tlup_min \
    -tech2itf_map  $tlup_map
#加载VDD、VSS信息
source $derive_pg_file
#加载约束文件
read_sdc $sdc_file
source $ctrl_file
source scripts/zic_timing.tcl
exec cat zic.timing

remove_ideal_network [get_ports scan_en]
save_mw_cel -as RISC_CHIP_data_setup
############################################################
# 3、布局规划floorplan
############################################################
# 读入布局信息并布局
read_def $def_file
set_pnet_options -complete {METAL3 METAL4}
save_mw_cel -as RISC_CHIP_floorplanned
############################################################
# 4、布局placement,放置基本单元
############################################################
place_opt
redirect -tee place_opt.timing {report_timing}
report_congestion -grc_based -by_layer -routing_stage global
save_mw_cel -as RISC_CHIP_placed
############################################################
# 5、时钟树综合clock tree synthesis
############################################################
remove_clock_uncertainty [all_clocks]
set_fix_hold [all_clocks]
#时钟树综合
clock_opt
redirect -tee clock_opt.timing {report_timing}
# 保存文件
save_mw_cel -as RISC_CHIP_cts
############################################################
# 6、布线routing
############################################################
route_opt
#报告物理信息
report_design -physical
save_mw_cel -as RISC_CHIP_routed
############################################################
# 7、输出文件
############################################################
file mkdir icc_files
write  -format ddc  -hierarchy   -output icc_files/$MODULE_NAME.apr.ddc
write_verilog -no_tap_cells icc_files/$MODULE_NAME.lvs.v -pg -no_core_filler_cells
write_verilog -no_tap_cells icc_files/$MODULE_NAME.sim.v -no_core_filler_cells

最后附送synopsys的实验大礼包,enjoy~

链接:https://pan.baidu.com/s/1XZEVD4MzoFI2Q1mwrFfO6Q
提取码:6666

四、参考资料

1.虞希清.专用集成电路设计实用教程.浙江:浙江大学出版社,2006
2.IC Compiler Synopsys Workshop

标签: ICC

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