数字芯片设计方法可以分为全定制和半定制两种。
全定制
全定制的数字芯片设计方法是指芯片内部的相关逻辑电路都需要完全定制设计。这种方法的性能优化和改进自由度更大,能够针对特定应用场景进行优化设计,但是设计开发周期较长。
半定制
半定制的数字芯片设计方法相比全定制更加简化,设计开发周期也更短。在半定制设计方法中,通常会有一些预先设计好的标准模块,如基本逻辑门、存储单元等,设计人员只需要在这些模块的基础上进行组合和优化,以实现特定的功能。
芯片设计流程
- 需求分析
- 系统设计
- 逻辑设计
- 物理设计
在芯片设计的初期阶段,设计人员需要充分了解芯片的应用场景和需求,明确芯片的功能和性能指标,确定设计的目标。
系统设计是芯片设计的核心环节,需要将需求转化为具体的系统设计方案。在这个阶段,设计人员通常会进行算法设计、特殊电路设计和系统架构设计等工作。
逻辑设计是将系统设计方案转化为逻辑电路的过程,涉及到逻辑门电路、触发器、时序电路等。在这个阶段,采用的主要工具软件有Synopsys Design Compiler、Cadence Genus等。
物理设计是将逻辑电路转化为实际电路布局的过程,包括布线、布局和物理验证等。物理设计需要考虑电路的时序、功耗和面积等因素,在不同的实现工艺下进行布局优化。常用的物理设计工具有Synopsys ICC2/Fusion Compiler、Cadence Encounter/Innovus、Mentor Graphics Nitro-Soc等。
消除竞争与冒险的方法
在数字电路中,常常需要采取一些措施来消除竞争与冒险,以保证电路的正常工作。
- 接入滤波电容
- 冗余逻辑
- 时序优化
通过在输出端接入一个滤波电容,可以将尖峰脉冲的宽度削弱至电路的阈值电压以下,从而消除竞争与冒险。
在关键路径上增加冗余逻辑,以增加冗余计算的时间窗口,从而减小竞争与冒险的可能性。
通过优化时序路径,改变电路的时序约束,使得信号传输的延迟满足设定的时序要求,从而消除竞争与冒险。
其他相关内容
- 异步处理
- 权重分布
- 芯片封装
多bit总线信号可以通过格雷码转换进行异步处理。例如,8bit的数据总线可以进行格雷码转换,然后通过双触发器法实现异步处理。
在SystemVerilog中,权重分布可以使用操作符dist实现。有两种形式:“:=”表示值的权重是相等的,“:/”表示值的权重是均分的。权重不用百分比表示,权重和也不一定是100。
芯片封装是将芯片的裸片封装到封装基板上,并进行连接和保护的过程。常见的芯片封装方式有BGA、QFN、TSOP等。
问题解析
- 在芯片设计流程当中,通常会进行后仿真(post-simulation),关于后仿的作用,以下说法不正确的是
A 抽检 netlist 是否和 RTL 功能一致
B 抽检电路中是否出现有害的 glitch
C 抽检芯片的功耗是否满足要求
D 抽检芯片的时序是否满足要求
回答:D 抽检芯片的时序是否满足要求
解析:后仿真主要是对设计后的芯片进行功能、功耗和时序等方面的验证,以确保设计的正确性和可靠性。D说法不正确。
数字芯片设计方法可以分为全定制和半定制两种,全定制的优点是性能优化改进自由度更大,而半定制的设计周期较短。芯片设计流程包括需求分析、系统设计、逻辑设计和物理设计等。消除竞争与冒险的方法包括接入滤波电容、冗余逻辑和时序优化等。异步处理、权重分布和芯片封装等也是数字芯片设计过程中的重要内容。