數(shù)字IC設計流程

數(shù)字IC設計流程是每個IC從業(yè)者的第一課，無論你是做前端，后端，還是驗證，都需要對芯片的整個設計流程有個基本的了解。

本文章主要介紹以下三點內(nèi)容：

一. 數(shù)字IC設計的流程及每個流程需要做的工作

二. 每個流程涉及到的EDA工具

在介紹設計流程之前，我們先來看看數(shù)字芯片內(nèi)部的架構。

如下圖所示，一個芯片是包含很多模塊的，有CPU，DSP，USB外設，memory等，然后通過總線連接，1通常我們都是把各個模塊先設計好（IP team),然后再把他們集成到一起（SOC team).

一. 數(shù)字IC設計的流程

下面我用流程圖把設計的四大步以及要做的事情整理出來，主要分四大步：

1.確定項目需求

首先做一款芯片需要有市場，一般公司會先做市場調(diào)研，比如最近市面上比較火的人工智能芯片，物聯(lián)網(wǎng)芯片，5G芯片，需求量都比較大。有了市場的需求我們就可以設計芯片的spec了。先由架構工程師來設計架構，確定芯片的功能，然后用算法進行模擬仿真，最后得出一個可行的芯片設計方案。

有了芯片的spec,下一步就可以做RTL coding了。

2. 前端設計

RTL（register transfer level) 設計：利用硬件描述語言，如VHDL，Verilog，System Verilog, 對電路以寄存器之間的傳輸為基礎進行描述。

功能仿真：通常是有DV工程師來完成這部分工作，通過搭建test bench, 對電路功能進行驗證。

邏輯綜合：邏輯綜合是將電路的行為級描述，特別是RTL級描述轉(zhuǎn)化成為門級表達的過程。也就是將代碼翻譯成各種實際的元器件。

STA：（static timing analysis) 靜態(tài)時序分析，也就是套用特定的時序模型，針對特定電路分析其是否違反設計者給定的時序限制。

整個IC設計流程都是一個迭代的過程，每一步如果不能滿足要求，都要重復之前的過程，直至滿足要求為止，才能進行下一步。

除了以上的步驟，前端設計還有一個步驟就是DFT，隨著芯片越來越大，DFT也就成為必不可少的一步。DFT通常要做scan chain, mbist ,ATPG等工作。

完成以上的工作后，就生成nestlist交給后端。

3. 后端設計

下圖給出了后端設計的流程及主要工作。

Place & Route一般由后端工程師來做，Physical Design Engineer.

后端里DRC就是要檢查設計規(guī)則是否符合芯片制造商的要求，這樣才能正確的生產(chǎn)芯片。

最后上一個全家福：

這里就不對每一步做具體的介紹了，因為內(nèi)容實在太多，每一點都可以挖掘的很深入。

后端完成工作后，最終會生成GDSII格式的文件，交由芯片制造商流片。

二. 每個流程使用的EDA 工具

數(shù)字邏輯仿真工具：

cadence: Incisive

synopsys: VCS

mentor: QuestaSim

數(shù)字邏輯綜合工具：

Cadence:Genus

Synopsis: design

Compiler (DC)

數(shù)字后端設計工具：

1. 自動布局布線工具

Cadence: Innovus

Synopsis: IC Compiler

2.物理驗證工具

Mentor: Calibre

Synopsis: Hercules

Cadence: Diva/dracula

責任編輯：xj

原文標題：干貨 | 數(shù)字IC設計全流程介紹

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