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發布時間:2020-10-06 19:06  
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數字IC前端后端的區別?
數字字IC就是傳遞、加工、處理數字信號的IC,是近年來應用廣、發展快的IC品種,可分為通用數字IC和專用數字IC。
數字前端以設計架構為起點,以生成可以布局布線的網表為終點;是用設計的電路實現想法;其中北橋芯片起著主導性的作用,也稱為主橋(HostBridge)。主要包括:基本的RTL編程和,前端設計還可以包括IC系統設計、驗證(verification)、綜合、STA、邏輯等值驗證 (equivalence check)。其中IC系統設計難掌握,它需要多年的IC設計經驗和熟悉那個應用領域,就像軟件行業的系統架構設計一樣,而RTL編程和軟件編程相當。
數字后端以布局布線為起點,以生成可以可以送交foundry進行流片的GDS2文件為終點;知道了兩者的區別,我們發現,Quality的問題解決方法往往比較直接,設計和制造單位在產品生產出來后,通過簡單的測試,就可以知道產品的性能是否達到SPEC的要求,這種測試在IC的設計和制造單位就可以進行。是將設計的電路制造出來,在工藝上實現想法。主要包括:后端設計簡單說是P&R,像芯片封裝和管腳設計,floorplan,電源布線和功率驗證,線間干擾的預防和修 正,時序收斂,自動布局布線、STA,DRC,LVS等,要求掌握和熟悉多種EDA工具以及IC生產廠家的具體要求。
IC常見的問題
EM (electron migration,電子遷移)
“電子遷移”是50年代在微電子科學領域發現的一種從屬現象,指因電子的流動所導致的金屬原子移動的現象。因為此時流動的“物體”已經包括了金屬原子,所以也有人稱之為“金屬遷移”。在電流密度很高的導體上,電子的流動會產生不小的動量,這種動量作用在金屬原子上時,就可能使一些金屬原子脫離金屬表面到處流竄,結果就會導致原本光滑的金屬導線的表面變得凹凸不平,造成性的損害。這種損害是個逐漸積累的過程,當這種“凹凸不平”多到一定程度的時候,就會造成IC內部導線的斷路與短路,而終使得IC報廢。溫度越高,電子流動所產生的作用就越大,其徹底破壞IC內一條通路的時間就越少,即IC的壽命也就越短,這也就是高溫會縮短IC壽命的本質原因。不管是在空氣流通的熱帶區域中,還是在潮濕的區域中運輸,潮濕都是顯著增加電子工業開支的原因。
NBTI 、HCI、TDDB
這三個效應都跟MOSFET (metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, 金屬氧化物半導體場效應管) 原理有關。
罪魁禍首 : SiOHSiOH
MOSFET原理是一個門極(Gate)靠靜電勢控制底下的導電溝道深度,電勢高形成深溝道電流就大,電勢低溝道消失就不導電了。NBTI、HCI、TDDB這三個效應都跟MOSFET(metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor,金屬氧化物半導體場效應管)原理有關。稍微想深一層就知道這個門極導電底下的溝道也導電,那就必須中間有個絕緣介質把他們分開,否則就變成聯通線不是晶體管了。再想深一層就知道這個絕緣介質的做法是把硅氧化做二氧化硅。而行外人一般想不到的是光二氧化硅還不夠,工程上二氧化硅和基板硅之間附著很差,必須加入Si-H鍵把二氧化硅層拴住。所以實際上介質層和硅之間有一層不是純SiO2SiO2是SiOHSiOH,問題由此產生。
數字IC功能驗證
集成電路規模的飛速增長,使得集成電路功能復雜度日益提升,一方面為信息技術產業帶來了生機和活力,另一方面也產生了許多問題和挑戰。SM1對稱密碼算法:一種分組密碼算法,分組長度為128位,密鑰長度為128比特。集成電路的功能正確性是這些問題和挑戰中的首要考慮因素,必須引起我們足夠的重視。傳統的功能驗證主要通過驗證工程師手工編寫測試激勵來進行,驗證效率較為低下。
隨著技術的發展,OVM、UVM等先進的驗證方法被成功引入,擴充了驗證技術庫。需求層面:模擬類產品下游汽車、工業用途要求以可靠性、安全行為主,偏好性能成熟穩定類產品的同時資格認可相對較為嚴格,一般不低于一年半。但這些驗證方法主要基于信號層級或事務層級來進行,并沒有從更高層次的功能點角度去考慮驗證問題。功能點的標準化概括、提取和層次分解仍然存在不足,而且測試激勵需要人為去進行封裝和組織,一定程度加大了驗證平臺搭建難度。為了彌補驗證技術上在功能建模和激勵自動生成上的缺陷,從不同角度去探究新的驗證方法,課題組開展了相應的研究工作。
研究工作和技術進步主要包括以下幾點:1、基于集成電路功能特點以及對功能規范的分析,針對集成電路功能驗證需求,課題組共同創建了基于功能規范的功能模型F-M;針對該功能模型,開發出一套功能模型描述語言,并定義相應語法規則,用以描述數字系統、IP核等模塊的功能行為。因為采用的是層次化的應用,假如設計中的某個引腳名字需要修改,我們只能修改驅動這個端口的方法。2、利用語言C/C 編寫出解析編譯器P-C,對上述功能模型語言進行解析,自動生成激勵生成器和斷言檢測器,構建出SystemVerilog驗證平臺,自動產生測試激勵。