什么叫電氣規(guī)則呢？電氣規(guī)則檢查-ERC

ERC全稱為electrical rule checking，翻譯為電氣規(guī)則檢查。檢測(cè)的是GDS版圖中是否存在電學(xué)連接問題，屬于PV（physical verification）的一個(gè)項(xiàng)目。這也算是一個(gè)后端signoff的基本概念，今天就給大家簡(jiǎn)單介紹一下ERC。

什么叫電氣規(guī)則呢？其實(shí)它的種類也不多，主要包括：1. MOS的gate不能直接連supply。2. cell input永遠(yuǎn)不能floating。3. 一個(gè)cell的driver最多一個(gè)，或者說output不能發(fā)生short。 4. N/P區(qū)（襯底或阱）不能floating?？赡苓€有別的，不過我目前只知道這四種了，可以先了解一下。我下面分別說一下這四條規(guī)則的理由。

對(duì)于1，我們?cè)谠O(shè)計(jì)芯片的時(shí)候總是會(huì)按最悲觀的情況考慮問題，因此我們會(huì)認(rèn)為PG的供電總是不穩(wěn)定的。人們的初衷可能都是簡(jiǎn)單的，希望一個(gè)mos常開或者常關(guān)，但如果直接將PG接到gate上，在電壓出現(xiàn)波動(dòng)的時(shí)候（比如說由于靜電），這個(gè)mos的開關(guān)就不那么穩(wěn)定，其溝道電阻相應(yīng)會(huì)受到影響。甚至電壓波動(dòng)很大的時(shí)候會(huì)發(fā)生邏輯錯(cuò)誤，或者擊穿mos管。

因此實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候，對(duì)于那些輸入一直為0或者一直為1的情況，我們會(huì)從PG接一個(gè)TIE cell，再接到gate上。TIE cell可以起到一個(gè)穩(wěn)定電壓、中繼的作用。

Cell的input如果floating，那個(gè)pin就是會(huì)類似一根天線，它的電壓很容易受旁邊電路的影響，此時(shí)就不能認(rèn)為它是一個(gè)完美的高電壓或者低電壓了，相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)就沒了意義。這里可能要聯(lián)系一點(diǎn)模擬的知識(shí)，假設(shè)高電壓是5V，低電壓是0V，我們可能就認(rèn)為4V以上就是邏輯1，1V以下就是邏輯0，所以input輸入是什么其實(shí)完全是由它的電壓決定的。

在floating的情況下，輸入就不確定，邏輯可能受到影響。除此之外還可能影響power，比如一個(gè)CMOS反相器，input如果不確定，NMOS和PMOS就處于一種“半導(dǎo)通半不導(dǎo)通”的狀態(tài)。

我們知道反向器的任何一個(gè)mos導(dǎo)通的時(shí)候另一個(gè)mos關(guān)斷，漏電流就不會(huì)很大，而這種“半導(dǎo)通半不導(dǎo)通”就會(huì)產(chǎn)生很大的漏電流，甚至?xí)龎墓茏印?/p>

Multiple driver的情況，會(huì)導(dǎo)致電路VDD和VSS發(fā)生short。還是假設(shè)兩個(gè)反相器，它們的output接在了一起，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)反相器輸出邏輯1（高電平），第二個(gè)反相器輸出邏輯0（低電平）的時(shí)候，相當(dāng)于產(chǎn)生一條從VDD直接到VSS的電流通路。這是絕對(duì)不被允許的。

N/P floating，還是主要為了防止latch up。一般會(huì)將N well接VDD，P substrate接VSS，減小well/substrate和drain/source之間的電勢(shì)差，可以防止latch up產(chǎn)生。

一般我們會(huì)把擺放cell的區(qū)域隔一段差一個(gè)tap cell，然后塞滿filler cell，為的就是保證n/p區(qū)同一個(gè)row的cell公用，而且都能找到附近的tap cell。這一部分可以參考我之前寫的一篇介紹latch up的文章。

除了ERC之外，現(xiàn)在還有PERC的概念，就是programmable ERC。指的是用戶可以根據(jù)自己的design客制化編寫一些ERC的rule來進(jìn)行檢查，一般都是會(huì)檢查ESD相關(guān)的rule。

比如說PERC有current density檢查，就是檢查某一條專門用來ESD放電路徑上current承載能力的；還有point to point resistance檢查，是為了檢查ESD放電路徑的電阻，需要保證它的電阻小于其他路徑的電阻，確保靜電電流走預(yù)設(shè)好的放電路徑。

PERC還支持layout的檢查和schematic的檢查，用戶就自己設(shè)定檢查規(guī)則，也很方便。