VLSI自动布局布线设计：布图规划与工具详解

本文主要介绍了VLSI物理设计的基础，特别是自动布局布线设计的关键环节。布图面积规划是芯片设计的重要步骤，包括规划芯片总面积、I/O区域以及核心(Core)区域。在VLSI设计中，自动布局布线工具如Cadence的Silicon Ensemble (SE)和Synopsys的Astro被广泛使用，它们能够处理大规模的集成电路设计，确保电路功能的实现、满足时序要求并控制功耗。 VLSI自动布局布线概述中提到，设计流程始于逻辑综合后的门级网表，结合特定工艺的库单元信息，通过布图规划、电源规划、I/O单元布局布线和标准单元的布局布线，最终完成版图设计。设计目标除了保证电路布通外，还要确保满足时序性能和功率效率。 布局布线工具如Cadence SE提供了丰富的功能，如输入单元的LEF、CTF、V文件，设计的.V文件、DEF和时序文件SDF。输出则包括DEF、GDSII和Verilog等文件。SE支持不同的布局布线策略，如基于连线、时序驱动和功耗的布局布线。其中，基于连线的布局布线流程是常见的设计流程之一。 基于时序驱动的布局布线更加注重优化电路的时序性能，而图形化操作界面则为设计者提供了直观的工作环境，包括图形显示窗口、命令菜单、图层管理、坐标和状态显示等功能。 输入信息文件对设计过程至关重要，包括setup文件（如se.ini、se.env、se.fin和dlc.init）用于配置环境和初始化设置，库单元信息文件如LEF（Library Exchange Format）定义库单元的几何形状和属性，CTLF（Compiled Timing Library Format）包含时序信息，GCF（General Constraints Format）用于设定设计约束。 在进行布图面积规划时，必须考虑到I/O区域的规划以适应外部连接，Core区域的规划以容纳逻辑功能，以及整体芯片面积的规划以优化成本和性能。通过精确的布局布线，设计师可以有效地解决这些挑战，实现高性能、低功耗的VLSI设计。