GOF ECO介紹

GOF ECO是一款芯片網(wǎng)表功能ECO的軟件。在項(xiàng)目中后期或流片之后，發(fā)現(xiàn)邏輯功能有BUG或者設(shè)計(jì)需求有變更時(shí)，不需要重走“綜合 -> DFT -> APR”的完整流程，利用GOF ECO即可自動(dòng)分析新舊兩個(gè)版本的差異，并對(duì)APR網(wǎng)表進(jìn)行局部修改。GOF ECO不僅大大縮短了芯片ECO的Turn-around時(shí)間，還大大提升了芯片復(fù)雜邏輯ECO的成功率。

GOF ECO流程

如上圖所示，當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)（RTL）上有改動(dòng)，并充分仿真驗(yàn)證確認(rèn)功能正確后，就可以開(kāi)始網(wǎng)表ECO工作了。大致分為以下幾個(gè)步驟：

首先，我們需要收集老設(shè)計(jì)的文件，并確認(rèn)文件的完整性和準(zhǔn)確性。

其次，對(duì)設(shè)計(jì)重新做綜合，得到重新綜合的網(wǎng)表（這一步可選）。

再次，用GOF LEC分析新設(shè)計(jì)與老設(shè)計(jì)的差異，確認(rèn)這些差異是否合理。

然后，用GOF ECO做網(wǎng)表的ECO，并調(diào)整ECO方案和約束來(lái)獲得最佳結(jié)果。

最后，在后端工具里實(shí)現(xiàn)ECO Place和ECO Route，完成邏輯功能ECO。

下面將詳細(xì)描述和解釋每一個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)方法和注意事項(xiàng)。

一、準(zhǔn)備工作

準(zhǔn)備工作的目的？

這些文件通常來(lái)自于不同的部門或組，我們要確保ECO所需文件的準(zhǔn)確性，防止用錯(cuò)文件版本，確保后續(xù)ECO工作正常開(kāi)展。

需要準(zhǔn)備哪些文件？

需要提前收集的文件如下：

老設(shè)計(jì)

老RTL

老綜合網(wǎng)表

老DFT網(wǎng)表和DFT約束文件

老APR網(wǎng)表（我們的ECO目標(biāo)）

并對(duì)老設(shè)計(jì)做邏輯等價(jià)性檢查（LEC），來(lái)確保收集到的文件和版本是正確的：

RTL vs 綜合網(wǎng)表

綜合網(wǎng)表 vs DFT網(wǎng)表

DFT網(wǎng)表 vs APR網(wǎng)表

二、重新綜合（可選）

這一步是可選的，但我們建議做，因?yàn)樾翿TL與老APR網(wǎng)表中間經(jīng)過(guò)了很多次優(yōu)化，這些優(yōu)化使得網(wǎng)表結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化，而這些變化會(huì)加大邏輯功能ECO的難度和準(zhǔn)確性。對(duì)于超大規(guī)模設(shè)計(jì)，重新綜合一次需要兩三天或者一周，這個(gè)時(shí)候我們建議可以先忽略這一步。

一般來(lái)說(shuō)，這一步我們用原有的綜合腳本重新跑一次即可。

三、一致性檢查

邏輯一致性檢查結(jié)果的正確性和合理性是保證網(wǎng)表ECO效果的前提。GOF ECO正是利用一致性檢查的技術(shù)來(lái)分析兩個(gè)設(shè)計(jì)的差異，來(lái)找到應(yīng)該修理的地方。如果一致性檢查有虛假的不等價(jià)，GOF ECO就很可能會(huì)做一些無(wú)用的修改，會(huì)或多或少影響補(bǔ)丁的大小和ECO的成功率。

用GOF做一致性檢查的流程如下：

下面是參考代碼：

# gof_lec.pl
use strict;


# 讀入lib庫(kù)
read_library("art.5nm.lib");
read_library("sram.lib");
read_library("analog.lib");


# RTL流程
my $rtl_flow = 1;
if($rtl_flow){


    # 設(shè)置define和include
    set_define("SYNTHESIS");
    set_define("NO_SIM");
    set_inc_dirs("/project/nd900/vlib/include", "/project/nd900/IPS/include");


    # 讀入老RTL
    my @rtl_old = ("ref0.sv", "ref1.sv", "ref2.sv");
    read_rtl('-ref', @rtl_old);


    # 讀入新RTL
    my @rtl_new = ("imp0.sv", "imp1.sv", "imp2.sv");
    read_rtl('-imp', @rtl_new);


    # 設(shè)置頂層模塊
    set_top("topmod");


    # 對(duì)比RTL
    rtl_compare;
}


# 讀入重新綜合的網(wǎng)表
read_design("-ref", "reference.gv");


# 讀入老的APR網(wǎng)表
read_design("-imp", "implementation.gv");


# 設(shè)置頂層
set_top("topmod");


# 設(shè)置DFT約束
set_ignore_output("scan_out*");
set_pin_constant("scan_enable", 0);
set_pin_constant("scan_mode", 0);


# 做一致性檢查
run_lec();

運(yùn)行g(shù)of_lec.pl的腳本，分析不等價(jià)的點(diǎn)是否合理：

gof -run gof_lec.pl

先確認(rèn)log里unmapped點(diǎn)是否合理。當(dāng)設(shè)計(jì)里新加了dff或者輸出端口，GOF LEC就會(huì)分析出這些新加的點(diǎn)并報(bào)出來(lái)。

如果有不合理的點(diǎn)報(bào)出來(lái)，就要debug找到原因：

首先，可以與formality或者conformal的LEC結(jié)果做對(duì)比，來(lái)排除用錯(cuò)文件、約束設(shè)置錯(cuò)誤等問(wèn)題。

然后，可以用GOF的電路圖的方式來(lái)調(diào)試：

用start_gui來(lái)啟動(dòng)GUI

在網(wǎng)表里找到不等價(jià)的點(diǎn)，右擊在電路圖上顯示

也可以按ctrl-g來(lái)快速加載

常見(jiàn)的電路圖調(diào)試方法：

在電路圖中顯示老設(shè)計(jì)和新設(shè)計(jì)的fanin，查看fanin是否一樣，這是最容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的地方

然后，同時(shí)選中兩個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)鐘pin或復(fù)位pin，查看兩個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)鐘和復(fù)位是否等價(jià)

再排查scan enable pin的設(shè)置

最后，逐步trace出兩個(gè)設(shè)計(jì)的邏輯錐的電路，從后向前，尋找不等價(jià)的點(diǎn)。

四、PreMask網(wǎng)表ECO

在確認(rèn)一致性檢查報(bào)出的不等價(jià)的點(diǎn)都是合理的情況下，就可以正式開(kāi)始ECO了。

參考腳本如下：

# gof_eco.pl
use strict;


undo_eco(); #<-- 撤銷之前的改動(dòng)
setup_eco("eco20221102");  #<-- 設(shè)計(jì)ECO的名字，GOF ECO輸出網(wǎng)表中新加的cell和連線會(huì)自動(dòng)加上這個(gè)前綴


# 讀入lib庫(kù)
read_library("art.5nm.lib");
read_library("sram.lib");
read_library("analog.lib");


# RTL流程
my $rtl_flow = 1;
if($rtl_flow){


    # 設(shè)置define和include
    set_define("SYNTHESIS");
    set_define("NO_SIM");
    set_inc_dirs("/project/nd900/vlib/include", "/project/nd900/IPS/include");


    # 讀入老RTL
    my @rtl_old = ("ref0.sv", "ref1.sv", "ref2.sv");
    read_rtl('-ref', @rtl_old);


    # 讀入新RTL
    my @rtl_new = ("imp0.sv", "imp1.sv", "imp2.sv");
    read_rtl('-imp', @rtl_new);


    # 設(shè)置頂層模塊
    set_top("topmod");


    # 對(duì)比RTL
    rtl_compare;
}


# 讀入重新綜合的網(wǎng)表
read_design("-ref", "reference.gv");


# 讀入老的APR網(wǎng)表
read_design("-imp", "implementation.gv");


# 設(shè)置頂層
set_top("topmod");


# 設(shè)置DFT約束
set_ignore_output("scan_out*");
set_pin_constant("scan_enable", 0);
set_pin_constant("scan_mode", 0);


# 不需要再次做一致性檢查
# run_lec();


# 執(zhí)行ECO
fix_design(); 
report_eco();


# 確認(rèn)eco后的等價(jià)性，如果等價(jià)，邏輯ECO就基本結(jié)束了
run_lec();


# 寫出eco網(wǎng)表和腳本
write_verilog("eco.gv");
write_soce2("eco.tcl");

運(yùn)行g(shù)of_lec.pl的腳本，分析不等價(jià)的點(diǎn)是否合理：

gof -run gof_eco.pl

前面大部分的設(shè)置與一致性檢查的腳本是相同的，只是把最后run_lec()換成fix_design()。在fix_design的時(shí)候，GOF ECO會(huì)先自動(dòng)做一次LEC，分析出不等價(jià)的點(diǎn)，然后對(duì)不等價(jià)的點(diǎn)做eco修改。

在ECO結(jié)束后，通過(guò)report_eco來(lái)確認(rèn)改動(dòng)大小，可以看到哪些模塊增加了多少cell、刪除了多少cell、改動(dòng)多少根連線。我們需要根據(jù)ECO report來(lái)判斷本次ECO的改動(dòng)是否后端能夠?qū)崿F(xiàn)。

再通過(guò)run_lec()確認(rèn)一下修改之后是否完全等價(jià)，以防止遇到一些特殊情況，GOF ECO沒(méi)有能完全修復(fù)。當(dāng)然，也需要用業(yè)界認(rèn)可的LEC工具，如formality或者conformal，來(lái)確認(rèn)最終的ECO是否正確。如果不等價(jià)，可以用GOF電路圖的方式來(lái)進(jìn)一步分析和解決。

最后，寫出ECO網(wǎng)表和腳本。

五、PostMask網(wǎng)表ECO

當(dāng)流片回來(lái)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題時(shí)，就需要進(jìn)行PostMask ECO。這時(shí)只能利用提前放置Spare Cells來(lái)改金屬層。與PreMask的流程區(qū)別如下：

#read_library
# read_design
# run_lec
#fix_design
my $postmask = 1;
if($postmask){


    # Postmask時(shí)讀入def文件
    read_def("topmod.def");


    # 設(shè)置sparecell列表
    get_spare_cells("spr_1/spr_gate*");


    # 設(shè)置約束
    set_constraints("-num", "and<3,or<3");


    # 映射到sparecell
    map_spare_cells();


    # 查看ECO報(bào)告
    report_eco();
}


# 寫出eco網(wǎng)表和腳本
write_verilog("eco.gv");
write_soce2("eco.tcl");

在做postmask常常遇到附近資源不夠或者連線比較擁擠，這時(shí)可以調(diào)整set_constraints()的設(shè)置，多嘗試幾種方案。

六、后端工具里工作

后端工具里的操作和流程不屬于這份入門教程的范圍，但我們有一些有用的建議：

在PreMask ECO流程里，后端工具盡量可以讓插入新的Cell，這樣ECO時(shí)所有類型的stdcell都可以用，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)表修改，也有利用于時(shí)序和DRC收斂。

在PostMask ECO時(shí)，應(yīng)該盡可能地前后端工程師多溝通，一起確定最終的ECO方案。

在遇到資源緊張時(shí)，應(yīng)當(dāng)與客戶、產(chǎn)品經(jīng)理、項(xiàng)目經(jīng)理等人員多溝通，給ECO條目排一排優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先解決更重要的問(wèn)題。并適當(dāng)?shù)胤艞壱恍?fù)雜的、困難的ECO。

審核編輯：劉清