集成电路版图设计基础第九章平面布局优秀PPT.ppt

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1、集成电路版图设计基础第九章平面布局第一页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design2平面布局：平面布局：平面布局是一个单纯的平面布局是一个单纯的总体轮廓设计总体轮廓设计总体轮廓设计总体轮廓设计，它确定了所有，它确定了所有模块模块模块模块将将如何相互联系如何相互联系如何相互联系如何相互联系以及以及信号信号信号信号将将如何如何如何如何在这些模块之间在这些模块之间流动流动流动流动。一个好的平面布局不仅能够一个好的平面布局不仅能够节省时间节省时间节省时间节省时间，还使，还使信号流更为信号流更为信号流更为信号流更为有效有效有效有效，特别是平面布局十

2、分复杂，到处都是布线的时候。，特别是平面布局十分复杂，到处都是布线的时候。rule of thumb:rule of thumb:if it looks good,it will work.if it looks good,it will work.决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素第二页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design31.引线驱动布局：引线驱动布局：引线驱动布局：引线驱动布局：决定平面布局的三个重要因素：决定平面布局的三个重要因素：引线引线引线引线、模块的布置模块的布置模

3、块的布置模块的布置和和信号流信号流信号流信号流。引线引线 pin-outpin-out 引出压焊块引出压焊块 pad-out pad-out 引线位置是否合适引线位置是否合适引线位置是否合适引线位置是否合适直接直接影响影响影响影响到平面到平面布局的质量布局的质量布局的质量布局的质量和芯片版和芯片版图图布置的难易程度布置的难易程度布置的难易程度布置的难易程度。数字芯片：数字芯片：自动布局布线自动布局布线 引线位置不会有太大的问题引线位置不会有太大的问题 模拟芯片：模拟芯片：手工布局布线手工布局布线 引线位置影响极大引线位置影响极大决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素第三页，本课件共有18

4、页school of phyebasics of ic layout design41.1.引线驱动布局：引线驱动布局：mask designers should mask designers should attend pin-out meetings attend pin-out meetings 一个好的引线安排可以一个好的引线安排可以减少寄生参数减少寄生参数减少寄生参数减少寄生参数，并帮助掩模设计者，并帮助掩模设计者画出一个画出一个干净利索干净利索干净利索干净利索的版图。的版图。引出方案引出方案引出方案引出方案决定了决定了内部模块间布线的复杂程度内部模块间布线的复杂程度内部模块间布线的

5、复杂程度内部模块间布线的复杂程度。决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素VCC1 VCC2 GND1 GND2 IN1 IN2 OUT1 OUT2 VCC1 GND1VCC2 GND2 IN1 OUT1 IN2 OUT2 第四页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design51.引线驱动布局：引线驱动布局：ESDESD保护的供电策略保护的供电策略保护的供电策略保护的供电策略 决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素VCC1GND11579引线1、5、7、9通过VCC1和GND1得到保护VCC2GND2681014引线6、8、10、1

6、4通过VCC2和GND2得到保护第五页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design61.引线驱动布局：引线驱动布局：ESDESD保护的供电策略保护的供电策略保护的供电策略保护的供电策略 决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素23411VCC3GND312131516余下引线通过VCC3和GND3得到保护 1 2 3 4 1211 10 9 5 6 7 8 16 15 14 13 VCC1/GND1 VCC2/GND2 VCC3/GND3同一保护电路上分散布 置的引线：相互跨越第六页，本课件共有18页school of phyebasi

7、cs of ic layout design71.1.引线驱动布局：引线驱动布局：引线驱动布局：引线驱动布局：ESDESD保护的供电策略保护的供电策略保护的供电策略保护的供电策略 这些导线这些导线相互跨越相互跨越相互跨越相互跨越，且这些导线都必须，且这些导线都必须相当宽相当宽相当宽相当宽，因为，因为它们都是它们都是ESDESD保护，必须能承受相当大的电流。这将保护，必须能承受相当大的电流。这将使使芯片比所需要的大很多芯片比所需要的大很多芯片比所需要的大很多芯片比所需要的大很多。一个较好的办法是试着和电路设计者一个较好的办法是试着和电路设计者重新协调引线问重新协调引线问重新协调引线问重新协调引线

8、问题题题题。可以分别把由。可以分别把由VCC1&GND1VCC1&GND1、VCC2&GND2VCC2&GND2和和VCC3&GND3VCC3&GND3保护的引线保护的引线靠近布置靠近布置靠近布置靠近布置。这样，可以使得这样，可以使得版图设计更容易版图设计更容易版图设计更容易版图设计更容易、芯片更小芯片更小芯片更小芯片更小、寄生参寄生参寄生参寄生参数减小数减小数减小数减小并使电源线间的并使电源线间的串扰下降串扰下降串扰下降串扰下降。引线方案不仅影响芯片的版图，而且影响最终产品的尺引线方案不仅影响芯片的版图，而且影响最终产品的尺寸和质量。寸和质量。决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素决定

9、平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素第七页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design81.引线驱动布局：引线驱动布局：ESDESD保护的供电策略保护的供电策略保护的供电策略保护的供电策略 决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素 VCC1 GND1 VCC2 GND2 VCC3 GND3第八页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design92.模块驱动布局：模块驱动布局：基本策略：基本策略：基本策略：基本策略：力图使模块之间的力图使模块

10、之间的接线尽可能短接线尽可能短接线尽可能短接线尽可能短；力图避免在力图避免在芯片上芯片上芯片上芯片上到处到处布线布线布线布线；尽可能找到某种尽可能找到某种对称性对称性对称性对称性来布线。来布线。（对称的版图可使芯片工作得更好，且减少工作量）（对称的版图可使芯片工作得更好，且减少工作量）（对称的版图可使芯片工作得更好，且减少工作量）（对称的版图可使芯片工作得更好，且减少工作量）决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素AMP1DIGITSAMP2CONTROLBIASAMP1DIGITSAMP2CONTROLBIAS第九页，本课件共有18页school of phyebasics of ic

11、layout design102.模块驱动布局：模块驱动布局：显然，引线组合并没有和模块布置相一致。显然，引线组合并没有和模块布置相一致。而把整个平面布局而把整个平面布局左右调换一下左右调换一下左右调换一下左右调换一下可能适合现有的引线可能适合现有的引线位置。位置。决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素AMP1DIGITSAMP2CONTROLBIAS VCC3 VCC1 VCC2 VCC3 VCC3 VCC1 VCC2AMP1DIGITSAMP2CONTROLBIAS VCC3 VCC1 VCC2 VCC3 VCC3 VCC1 VCC2第十页，本课件共有18页school of phy

12、ebasics of ic layout design112.模块驱动布局：模块驱动布局：平面布局是先从引线开始还是先从模块布置开始？平面布局是先从引线开始还是先从模块布置开始？平面布局是先从引线开始还是先从模块布置开始？平面布局是先从引线开始还是先从模块布置开始？答案是，这要答案是，这要视情况而定视情况而定视情况而定视情况而定。这取决于它们中哪一个更重要。这取决于它们中哪一个更重要。这取决于它们中哪一个更重要。这取决于它们中哪一个更重要。如果比较在意内部模如果比较在意内部模块相互间的联络，那么内部安排将决定引线位置；如块相互间的联络，那么内部安排将决定引线位置；如果更担心引线间如何相互作用和

13、连接，那么引线就将果更担心引线间如何相互作用和连接，那么引线就将决定如何在内部放置模块。决定如何在内部放置模块。也可能是相互制约。也可能是相互制约。制定一个好的引线方案和好的模块布置是一个制定一个好的引线方案和好的模块布置是一个需要反复需要反复需要反复需要反复的过程的过程的过程的过程。决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素第十一页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design123.信号驱动布局：信号驱动布局：信号驱动布局：信号驱动布局：决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素模块1模块2放大器布线关系固定的版图布线关系固定的版图第

14、十二页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design133.3.信号驱动布局：信号驱动布局：平面布局要考虑的第三个问题，是指高频或射频电路平面布局要考虑的第三个问题，是指高频或射频电路信号如何流向每一个模块。信号如何流向每一个模块。图中，图中，对称性对称性对称性对称性是电路最重要的考虑因素。放大器的是电路最重要的考虑因素。放大器的输出输出输出输出完全在完全在同一时间同一时间同一时间同一时间到达模块到达模块1 1和和2 2，不要因不要因不要因不要因在放大器的在放大器的上下上下浪费了一部分的空间浪费了一部分的空间浪费了一部分的空间浪费了一部分的空

15、间而而破坏其对称性破坏其对称性破坏其对称性破坏其对称性。这是一个掩模设计要受芯片功能影响的例子。这是一个掩模设计要受芯片功能影响的例子。此时，是此时，是信号流信号流信号流信号流而非模块尺寸或引线位置而非模块尺寸或引线位置决定决定决定决定平面布局。平面布局。从从面积利用率面积利用率面积利用率面积利用率来看可能不是最好的设计，但却是为了实现来看可能不是最好的设计，但却是为了实现电路功能所做的最好方案。只能接受这种布局而想办法电路功能所做的最好方案。只能接受这种布局而想办法把把把把其他东西填充到间隙中去其他东西填充到间隙中去其他东西填充到间隙中去其他东西填充到间隙中去。决定平面布局的主要因素决定平面

16、布局的主要因素决定平面布局的主要因素决定平面布局的主要因素第十三页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design14 图中，假设是一个图中，假设是一个频率很高的输入单元频率很高的输入单元频率很高的输入单元频率很高的输入单元，由于需要把，由于需要把压焊块连接至模块最上方的两个晶体管，压焊块连接至模块最上方的两个晶体管，导线过长导线过长导线过长导线过长而引而引入入较大的寄生参数较大的寄生参数较大的寄生参数较大的寄生参数。如果把如果把I/OI/O压焊块分开并把输入晶体管放在附近，能使压焊块分开并把输入晶体管放在附近，能使导导导导线短很多线短很多线短

17、很多线短很多，减少减少减少减少了高频电路输入的了高频电路输入的寄生参数寄生参数寄生参数寄生参数。电路形状的改变要根据电路形状的改变要根据对芯片的了解对芯片的了解对芯片的了解对芯片的了解、如何布置其他电如何布置其他电如何布置其他电如何布置其他电路块路块路块路块和和引线引线引线引线来决定。来决定。重新构造电路块的形状重新构造电路块的形状第十四页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design15流出足够的空间：流出足够的空间：在完成芯片平面布局时一定要记住一件事，那就是布线。在完成芯片平面布局时一定要记住一件事，那就是布线。（信号、电源、时钟、屏蔽

18、以及保护环等都要占用空（信号、电源、时钟、屏蔽以及保护环等都要占用空（信号、电源、时钟、屏蔽以及保护环等都要占用空（信号、电源、时钟、屏蔽以及保护环等都要占用空间）间）间）间）要根据情况决定电路块之间的距离。要根据情况决定电路块之间的距离。要根据情况决定电路块之间的距离。要根据情况决定电路块之间的距离。为为电源电源电源电源轨线和地轨线和地信号信号留出空间留出空间留出空间留出空间。为。为特殊的匹配特殊的匹配特殊的匹配特殊的匹配（差分信号、对称）和（差分信号、对称）和噪声噪声噪声噪声方面方面方面方面（额外的隔离技术）的考虑（额外的隔离技术）的考虑留有余地留有余地留有余地留有余地。尺寸估计尺寸估计尺

19、寸估计尺寸估计第十五页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design16流出足够的空间：流出足够的空间：流出足够的空间：流出足够的空间：例如，模块例如，模块AA要要输出输出输出输出200200个信号个信号个信号个信号，而不能把这些信号，而不能把这些信号放在任何其他模块上面，如果只留出放在任何其他模块上面，如果只留出10um10um的空间让这的空间让这200200个信号通过，个信号通过，根本做不到根本做不到根本做不到根本做不到。需要留出更大的空间，重新计算芯片尺寸。需要留出更大的空间，重新计算芯片尺寸。需要留出更大的空间，重新计算芯片尺寸。需要

20、留出更大的空间，重新计算芯片尺寸。尺寸估计尺寸估计A10umYXAba第十六页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design17利用现有电路来估计：利用现有电路来估计：利用现有电路来估计：利用现有电路来估计：利用现成的类似电路对平面布局进行估计利用现成的类似电路对平面布局进行估计利用现成的类似电路对平面布局进行估计利用现成的类似电路对平面布局进行估计，就能得，就能得到一个相当接近的电路尺寸和芯片尺寸。到一个相当接近的电路尺寸和芯片尺寸。可在平面布局中加入一些熟悉的非常类似的样板。可在平面布局中加入一些熟悉的非常类似的样板。尺寸估计尺寸估计第十七页，本课件共有18页school of phyebasics of ic layout design18THE END OF CHAPTER NINETHANK YOU!第十八页，本课件共有18页