SoC設(shè)計余量的定義和管理方面的問題

產(chǎn)量對設(shè)計余量的依賴性如圖1所示。低于一定水平，產(chǎn)量注定為0，因?yàn)榘l(fā)生的物理現(xiàn)象，可能只有在設(shè)計階段之后變得明顯，在現(xiàn)實(shí)生活中，設(shè)備會損害大部分路徑。增加裕量將使設(shè)計對這些現(xiàn)象更加穩(wěn)健，但也會增加設(shè)計成本，在芯片的面積和功耗方面，以及完成設(shè)計所需的設(shè)計工作。超過一定水平，設(shè)計根本不可能。

設(shè)計規(guī)模。深亞微米技術(shù)的巨大芯片意味著存在大量實(shí)例和大量時序路徑關(guān)閉。這反過來導(dǎo)致在收益率曲線的下降拐點(diǎn)之上定義設(shè)計余量（見圖1），以便獲得可接受的產(chǎn)量損失，保持非常接近當(dāng)前技術(shù)和設(shè)計復(fù)雜性可實(shí)現(xiàn)的最佳效果。此外，不需要接近設(shè)計成本開始快速增加的區(qū)域，以避免在設(shè)計時間，面積和功耗方面對性能的任何危害。

從數(shù)學(xué)角度講，設(shè)計師應(yīng)盡量減少Yield/ProductCost的功能。

圖1：優(yōu)化設(shè)計余量

由于這些原因，設(shè)計余量必須捕獲設(shè)計中總體時序路徑的正確統(tǒng)計數(shù)據(jù)。更準(zhǔn)確地說，它們不應(yīng)該被縫合到最壞的情況路徑（導(dǎo)致設(shè)計成本太高），也不應(yīng)該被更寬容的（導(dǎo)致設(shè)計不夠健壯）。它們應(yīng)該捕獲大多數(shù)路徑，同時排除最特殊的情況。應(yīng)該清楚的是，圖1中的曲線曲線（以及最佳設(shè)計余量）取決于設(shè)計風(fēng)格和設(shè)計選項/選擇。因此，當(dāng)面對一項全新的技術(shù)時，應(yīng)該盡快在流程中引入任何可能直接影響利潤的改進(jìn)，因?yàn)?，正如所看到的，即使早期定義的利潤率，如果被高估，也會注入損失。性能。而這些損傷很難在以后刪除或由于過度設(shè)計而導(dǎo)致資源浪費(fèi)。

系統(tǒng)的復(fù)雜性。系統(tǒng)復(fù)雜性通常在分層實(shí)例的數(shù)量，層次級別，時鐘組的數(shù)量，模式的數(shù)量等方面增加。這提出了在每個層次級別交叉處定義時序余量以在最大性能的每個設(shè)計階段保持一致性的挑戰(zhàn)，同時避免在某個階段陷入困境的問題，因?yàn)樵谇皫讉€階段低估了一些余量。此外，出于同樣的原因，必須從設(shè)計的最開始插入來自更高級別或不同級別的層級的效果的適當(dāng)估計。

工作環(huán)境。在復(fù)雜的芯片設(shè)計中，每項任務(wù)所需的高水平專業(yè)化傾向于使工作流程設(shè)計和分割，因?yàn)槊總€人都面臨艱巨的任務(wù)，充滿技術(shù)障礙，并且可能忘記與其他人保持溝通。球隊。為了補(bǔ)償并使設(shè)計過程有利可圖和可預(yù)測，整個設(shè)計組織必須標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計余量并使用先進(jìn)的工具和方法。計算，傳播和驗(yàn)證這些設(shè)計余量的工具的中心分布也是必要的。

要避免的經(jīng)常陷阱是設(shè)計團(tuán)隊（可能是第三方）使用不同的邊距在塊開發(fā)上單獨(dú)工作，導(dǎo)致當(dāng)宏被插入頂層以進(jìn)行最終時序檢查時出現(xiàn)時序違規(guī)。因此，需要為多個修復(fù)程序打開相同宏的設(shè)計，這可能會耗費(fèi)大量時間和精力。

任何可能的設(shè)計定制都可以減少不確定性，只要它可以嵌入到設(shè)計社區(qū)采用的現(xiàn)有流程和工具集中。

現(xiàn)在我們將討論所有設(shè)計周期中時序余量的定義，使用和管理。為簡單起見，我們不會處理錯誤路徑的正交問題。