不同VT cell的delay差異

現(xiàn)象

就是一個(gè)endpoint既有setup違反，又有hold違反；如果去修hold可能setup惡化；如果去修setup可能hold惡化。

成因

1、不同PVT條件下的cell delay variation較大；

2、某些cell的library setup time或library hold time特別大；

3、setup與hold的uncertainty或者derate約束較為嚴(yán)格或悲觀；

4、launch clock和capture clock的skew較大，OCV導(dǎo)致setup和hold都較難收斂；

5、Timing path具有較大的cross-talk，因?yàn)榇當(dāng)_對(duì)setup和hold都是惡化的。

path種類

1、endpoint相同，startpoint不同：

Path1容易出現(xiàn)hold問(wèn)題，path2容易出現(xiàn)setup問(wèn)題；如果在path1和path2的commen part修timing就會(huì)導(dǎo)致另外一個(gè)path的惡化；所以應(yīng)該分別在path1的非commen part修hold，在path2的非commen part修setup。

2、endpoint相同，startpoint相同，Launch clock和capture clock的skew較大：

Launch clock和capture clock的非commen part會(huì)吃掉大量OCV，使得setup和hold都惡化；所以需要思考一是是否可以做短非commen part，二是非commen part選用一些在不同PVT下cell delay variation較小的CK cell。

3、endpoint相同，startpoint相同，timing path上串?dāng)_較大：

串?dāng)_對(duì)setup和hold都是惡化的，可以使用“NDR rule” “shielding” “size drive-cell” “insert buffer”等方法fix cross-talk。

4、endpoint相同，startpoint相同，也沒(méi)有cross-talk等問(wèn)題，但是有互卡：

首先看約束（包括uncertain、derate）是否合理，如果不合理需要校正。看看不同PVT library中setup/hold time是否差異很大，是否可以考慮換一下不同的lib cell?？纯磒ath上不同PVT條件下的cell delay variation是否巨大。如果是可以考慮：1換VT，一般LVT的cell在不同PVT下delay差異較??；2、換corner，是否可以考慮換收斂的corner；3換lib cell，換cell delay variation的cell。

不同VTcell的delay差異

VT指的是MOS管的閾值電壓（threshold voltage）。當(dāng)柵源電壓（Vgs）由0逐漸增大，直到MOS管溝道形成反型層（圖中的三角形）所需要的電壓為閾值電壓。

影響VT有如下因素。金半接觸電勢(shì)差：和柵極金屬方塊電阻以及襯底摻雜濃度有關(guān)；氧化層中的電荷密度；半導(dǎo)體費(fèi)米勢(shì)；柵氧化層厚度；襯底摻雜濃度。源襯電壓。

在一般工藝中，一般是通過(guò)控制襯底摻雜濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)不同VT的。

如果MOS管閾值電壓小，那么其飽和電流小，一般MOS管開啟瞬間在飽和區(qū)，飽和電流小意味著需要的逃逸掉的載流子更少；對(duì)于低VT的cell，顯然是更容易導(dǎo)通，而且其導(dǎo)通速度受PVT影響更小。

真的可以考慮換收斂corner

如下案例來(lái)自網(wǎng)友，原文鏈接如下，作者是“mnluan”。https://bbs.eetop.cn/thread-616584-1-1.html

說(shuō)保hold，這樣的回答是對(duì)的，傳統(tǒng)思路就是保hold然后setup降頻。但是我想說(shuō)，如果不允許降頻，你又會(huì)怎么辦呢？

分享一下我們當(dāng)時(shí)做出的不一樣決定。在我們的案例中，有個(gè)800M的clock gate路徑，同時(shí)出現(xiàn)了hold和setup的violation。如果保hold，setup勢(shì)必要降頻，而我們的降頻無(wú)法做到從800M降頻到750M，要降頻就是直接降到了400M。而一旦降到400M，不要說(shuō)性能了，功能都錯(cuò)了。

因?yàn)閷?duì)于送入芯片的數(shù)據(jù)根本處理不過(guò)來(lái)。這樣一來(lái)，即使保住了hold，也是個(gè)廢品。所以當(dāng)時(shí)我們分析了整個(gè)產(chǎn)品，不單純是我們自己設(shè)計(jì)的芯片，查看板上其他芯片的文檔。發(fā)現(xiàn)有個(gè)芯片工作溫度最低是0度，而不是我們的-40度，于是首先調(diào)整了我們自己分析hold的corner，換成0度的庫(kù)分析，hold violation減少了一些，但還是violation。接著又從客戶那邊了解到，實(shí)際使用時(shí)，會(huì)給產(chǎn)品進(jìn)行一段時(shí)間的預(yù)熱，所以我們大膽的把分析hold的corner調(diào)整到了TT下，hold check是過(guò)去的。

然后我們對(duì)工藝廠這些年生產(chǎn)我們芯片時(shí)的良率進(jìn)行了分析，得出結(jié)論是，他家的Process大概率不在FF上，可以用TT分析。最后，我們保證了SS corner下的setup，用TT corner下的hold check代替了傳統(tǒng)FF corner下的hold check。