今天想聊一聊STA相關(guān)的RC corner的問題。我先簡(jiǎn)單介紹一些什么是signoff的corner,然后重點(diǎn)聊一聊RC corner。
芯片在工作的時(shí)候,不同的工藝、電壓、溫度會(huì)影響芯片的性能,我們不能保證所有芯片都工作在相同的環(huán)境中,比如我們的手機(jī)在東北要能用,在東北的澡堂子也要能用,所以我們必須要在不同環(huán)境下一一檢查芯片,確保不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤才行。
一般說來,我們只要檢查幾個(gè)極端的環(huán)境,讓芯片工作最快的時(shí)候和最慢的時(shí)候都滿足要求,那么一般的環(huán)境也就可以滿足。我們就稱這些極端的環(huán)境為corner。一般setup檢查要對(duì)應(yīng)最快的corner,hold檢查要對(duì)應(yīng)最慢的corner。
在眾多環(huán)境因素中,有一項(xiàng)是net的寄生參數(shù)RC值,它可以反映net的delay大小。大學(xué)的時(shí)候都學(xué)過RC電路一階相應(yīng),公式已經(jīng)不記得了,只記得電路RC值越大,電路充放電越慢,RC越小,充放電越快。所以一般來說,net的電容越小,電阻越小,這段net的delay就越小。
一段net的R值很容易理解,C值怎么算呢?如果我沒記錯(cuò)的話,這里的電容包含三個(gè)部分:同層金屬線間的耦合電容,導(dǎo)線對(duì)地電容,還有一個(gè)導(dǎo)線側(cè)面對(duì)地的邊緣電容。
要算delay不能簡(jiǎn)單只看net上的RC值,畢竟供電是從前面的driving cell來的,因此還要考慮driver的RC。
在早期工藝,一般cell的R值都遠(yuǎn)大于net的R值,與C相乘的時(shí)候net的R就可以忽略不計(jì),所以對(duì)于一條net來講,它的C是我們要重點(diǎn)關(guān)注的,可以說這時(shí)候電容占主導(dǎo)地位。C最大的時(shí)候,net delay最大,C最小的時(shí)候,net delay最小。由此我們衍生出兩個(gè)corner:
cbest(Cmin) cworst(Cmax)
講到這里我突然想強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),這兩個(gè)corner都是針對(duì)同一條net而言的,就是說其實(shí)芯片的net上的RC值并不是一個(gè)定值,在實(shí)際工作時(shí)會(huì)在一個(gè)范圍內(nèi)浮動(dòng),我們通過抽RC的工具就可以確定這個(gè)浮動(dòng)范圍,然后選擇上面講的兩個(gè)極值作為我們的兩個(gè)RC corner。
而后,隨著工藝的進(jìn)步,cell的R值不再“遠(yuǎn)大于”net的R值,尤其對(duì)比較長(zhǎng)的net,它的電阻已經(jīng)到了不可忽略的地步,因此再單單選用C的極大極小來代表net delay的極大極小變得不再那么可取,所以我們要綜合考慮net的RC情況。
具體過程有點(diǎn)復(fù)雜,為了方便理解,我就講一下我自己理解的簡(jiǎn)化版本。我們要考慮的是(cell電阻+net電阻)(cell電容+net電容),把這個(gè)式子展開后可以得到一項(xiàng)cell電阻cell電容,可以先忽略,第二項(xiàng)net電阻net電容,以及cell電阻net電容+cell電容*net電阻。Net上電容和電阻有一定負(fù)相關(guān)性,外界環(huán)境變化時(shí),net電容如果減小,電阻一般會(huì)變大。
當(dāng)net的電阻大到一定成都,cell電阻小到一定程度,net上的RC相乘的積就能占主導(dǎo)地位,這個(gè)積的極值就可以代表net的delay的極值。一般來說RC最大的時(shí)候,C要比Cmax稍微小一點(diǎn),R和Rmax差不太多。這樣我們就又有兩個(gè)corner:
Rcbest rcworst
并不是說在先進(jìn)工藝下cbest cworst corner就沒用了,實(shí)際上,只有當(dāng)導(dǎo)線比較長(zhǎng)的時(shí)候,delay的極值才會(huì)發(fā)生在rcbest和rcworst的corner上,對(duì)于短導(dǎo)線、driver電阻很大的時(shí)候,cbest和cworst才能反映delay的極值。所以實(shí)際為了穩(wěn)妥起見,這四個(gè)corner我們都會(huì)進(jìn)行signoff。
另外如果考慮DPT(double pattern technology),corner名字后面會(huì)再帶一個(gè)CCworst或者CCbest。考慮OCV的variation還有可能帶一個(gè)字母T。這些就是比較深入的了,我也要繼續(xù)學(xué)習(xí)才行呀。
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