實(shí)現(xiàn)有效且高效的LVS調(diào)試案例解析

簡(jiǎn)介

版圖與電路圖比較 （LVS） 驗(yàn)證是片上系統(tǒng) （SOC） 設(shè)計(jì)周期中集成電路 （IC） 驗(yàn)證必不可少的組 成部分，但鑒于當(dāng)今高密度且層次化的版圖、不斷提高的電路復(fù)雜性以及錯(cuò)綜復(fù)雜的晶圓 代工廠規(guī)則，運(yùn)行 LVS 可能是一項(xiàng)耗時(shí)且資源密集的工作。全芯片 LVS 運(yùn)行不僅會(huì)將設(shè)計(jì)版 圖與電路圖網(wǎng)表進(jìn)行比較，而且通常還包含會(huì)增加 LVS 運(yùn)行時(shí)間的其他驗(yàn)證，例如電氣規(guī)則 檢查 （ERC） 和短路隔離。

根據(jù)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，調(diào)試這些設(shè)計(jì)的 LVS 結(jié)果可能同樣具挑戰(zhàn)性且耗時(shí)，進(jìn)而影響總周轉(zhuǎn)時(shí) 間 （TAT） 和計(jì)劃的流片日程。解決電源接地網(wǎng)絡(luò)之間的短路問(wèn)題既困難又耗時(shí)，不僅是因?yàn)?在這些大型網(wǎng)絡(luò)中電源接地網(wǎng)格擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)模，還因?yàn)樵斐啥搪返脑蚩赡苡泻芏唷?同樣，要確定版圖和電路圖之間的比較差異可能很困難，因?yàn)樵斐刹町惖脑蚩赡苡泻芏啵?而且跟蹤高密度設(shè)計(jì)中的對(duì)應(yīng)元素可能非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果設(shè)計(jì)人員想要在盡可能短的收斂 時(shí)間內(nèi)為其高性能設(shè)計(jì)獲得無(wú) LVS 錯(cuò)誤的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)有效且高效的 LVS 調(diào)試方法至關(guān)重要。

LVS 調(diào)試的挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)上，LVS 流程主要包含兩個(gè)步驟：提取和電路比較。首先，使用器件提取和網(wǎng)絡(luò)連接提 取功能從版圖中提取版圖網(wǎng)表。然后，將此提取的版圖網(wǎng)表與電路圖網(wǎng)表進(jìn)行比較。任一 步驟中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，都可能導(dǎo)致調(diào)試時(shí)間延長(zhǎng)。

由于同一網(wǎng)絡(luò)被分配多個(gè)文本名稱(chēng)，因此可能會(huì)出現(xiàn)文本短路 （texted short），導(dǎo)致連接提取 期間提取錯(cuò)誤的網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)。帶文本網(wǎng)絡(luò)之間的短路是提取階段設(shè)計(jì)人員面臨的主要調(diào)試問(wèn) 題之一。調(diào)試這些短路可能很棘手，因?yàn)樵斐啥搪返脑蚨喾N多樣，并且短路可能跨越多 個(gè)設(shè)計(jì)層次結(jié)構(gòu)。大型網(wǎng)絡(luò)（例如電源和接地網(wǎng)絡(luò)）常常在整個(gè)版圖區(qū)域中擴(kuò)展，包含許 多多邊形并跨越多個(gè)層次結(jié)構(gòu)，從而使得短路的電源接地網(wǎng)絡(luò)難以調(diào)試。

將提取的版圖網(wǎng)表與源網(wǎng)表進(jìn)行比較時(shí)，也可能出現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)今的設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，涉及眾 多器件和多個(gè)層次結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員常常需要花費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間來(lái)匹配版圖和源網(wǎng)表中的等 效元素，最終跟蹤并解決差異來(lái)源。

無(wú)論設(shè)計(jì)人員是要解決一個(gè)很長(zhǎng)的電源網(wǎng)絡(luò)上的短路問(wèn)題，還是調(diào)試比較不匹配問(wèn)題，都 需要更有效和更高效的調(diào)試技術(shù)。幸運(yùn)的是，設(shè)計(jì)人員可以利用高級(jí)調(diào)試技術(shù)來(lái)大大縮短 用于調(diào)試 LVS 錯(cuò)誤的周轉(zhuǎn)時(shí)間。我們來(lái)看一些利用 Calibre? 工具套件更高效地解決復(fù)雜 LVS 調(diào)試問(wèn)題的調(diào)試技術(shù)。

交互式短路隔離

如上所述，由于短路可能有許多不同的原因并且跨越多個(gè)設(shè)計(jì)層次結(jié)構(gòu)，調(diào)試當(dāng)今設(shè)計(jì)中 的短路可能非常耗時(shí)。

通過(guò)啟動(dòng) Calibre nmLVS? 運(yùn)行并啟用短路隔離，設(shè)計(jì)人員可以生成一個(gè)短路隔離數(shù)據(jù)庫(kù)， 其中包含版圖中所有短路的一個(gè)全面列表。然后，設(shè)計(jì)人員可以使用 Calibre RVE? 交互式 短路隔離 （ISI） 調(diào)試流程來(lái)顯示短路網(wǎng)絡(luò)中提取的獨(dú)立多邊形，并從關(guān)鍵短路開(kāi)始，以漸進(jìn) 順序系統(tǒng)地調(diào)試短路（圖 1）。

圖 1：設(shè)計(jì)人員可以選擇 并高亮顯示一個(gè)短路， 然后查看構(gòu)成該短路的 多邊形。

為了演示 Calibre RVE ISI 功能如何讓設(shè)計(jì)人員能 夠更快地分析和糾正版圖中的短路，下面我們 來(lái)詳細(xì)說(shuō)明電源接地短路的調(diào)試過(guò)程。設(shè)計(jì)人 員選擇 “Layout Shorts”（版圖短路）結(jié)果列表， 然后選擇并高亮顯示其中一個(gè)短路，以在版圖 編輯器（例如 Calibre DESIGNrev? 界面）中查 看涉及的所有多邊形。接下來(lái)，設(shè)計(jì)人員根據(jù) 其對(duì)版圖和設(shè)計(jì)的了解，為每個(gè)多邊形分配一 個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽（vdd！ 或 gnd?。？梢栽?Calibre RVE 列表中分配標(biāo)簽，或在 Calibre DESIGNrev 顯示中標(biāo)記多邊形。當(dāng)設(shè)計(jì)人員認(rèn)為他們已經(jīng) 確定有問(wèn)題的多邊形時(shí)，便為該多邊形分配一 個(gè) REMOVE（移除）標(biāo)簽（圖 2）。

圖 2：設(shè)計(jì)人員基于其對(duì)設(shè)計(jì)的了解將適當(dāng)?shù)臉?biāo)簽 分配給多邊形。

一旦標(biāo)記完短路中的所有多邊形，設(shè)計(jì)人員便可使用 ISI Verfiy Short（驗(yàn)證短路）選項(xiàng)以虛 擬方式判斷，刪除標(biāo)有 “REMOVE” 的多邊形是否修復(fù)了該短路問(wèn)題（圖 3）。驗(yàn)證短路功能 使用短路數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)存在的提取信息來(lái)啟動(dòng)短路驗(yàn)證運(yùn)行（不是完整的 LVS 運(yùn)行），以判 斷如果短路數(shù)據(jù)庫(kù)中去掉標(biāo)記了 REMOVE 的多邊形之后，該短路是否會(huì)被去除。這個(gè) “驗(yàn)證 短路” 過(guò)程并未真正從版圖中刪除該多邊形，它只是在驗(yàn)證運(yùn)行期間從短路數(shù)據(jù)庫(kù)中移除該 多邊形。

圖 3：適當(dāng)分配后，設(shè)計(jì) 人員可以啟動(dòng)“驗(yàn)證短 路”功能。

如果驗(yàn)證運(yùn)行表明短路路徑不再存在，并且兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間沒(méi)有其他短路，則該短路將顯示 為已虛擬修復(fù)。如果驗(yàn)證結(jié)果顯示，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的其他位置仍然存在一個(gè)或多個(gè)短路， 則會(huì)顯示一組新的構(gòu)成短路路徑的多邊形。設(shè)計(jì)人員可以繼續(xù)處理這組新的短路多邊形， 直到鎖定有問(wèn)題的短路多邊形。在分析的任何階段，設(shè)計(jì)人員如果認(rèn)為自己刪除的多邊形 不對(duì)，可以選擇回到原始的短路數(shù)據(jù)庫(kù)，然后重新開(kāi)始分析。

一旦確定了所有有問(wèn)題的多邊形，并且以虛擬方式去除了短路，設(shè)計(jì)人員就必須使用版圖 編輯器從版圖中實(shí)際移除這些形狀，并啟動(dòng)完整 LVS 運(yùn)行以確認(rèn)所有短路都已得到糾正。 通過(guò)使用 Calibre RVE ISI 流程，設(shè)計(jì)人員可以更快速且系統(tǒng)性地調(diào)試和修復(fù)短路問(wèn)題，而無(wú) 需多次運(yùn)行完整的 LVS。

比較差異

在提取階段中隔離并移除短路之后，設(shè)計(jì)人員在比較階段經(jīng)常會(huì)遇到差異問(wèn)題。LVS 差異 的例子包括：交叉連接錯(cuò)誤、不良實(shí)例連接錯(cuò)誤、開(kāi)路錯(cuò)誤、短路錯(cuò)誤和管腳交換錯(cuò)誤。 調(diào)試版圖和電路圖之間的比較差異時(shí)，設(shè)計(jì)人員在分析每個(gè)差異的根本原因的同時(shí)，通常 還要手動(dòng)跟蹤和管理相應(yīng)的元素。在高密度設(shè)計(jì)中，這可能很快變成一種耗時(shí)且令人沮喪 的操作。

為了加快和改善差異調(diào)試，設(shè)計(jì)人員可以使用 Calibre RVE 修復(fù)建議來(lái)查看每個(gè)差異的可能 來(lái)源。這些修復(fù)建議會(huì)指出差異的可能原因，從而幫助設(shè)計(jì)人員更快地執(zhí)行詳細(xì)的錯(cuò)誤分 析。下面通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的管腳交換錯(cuò)誤來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)人員如何使用這些修復(fù)建議來(lái)實(shí)現(xiàn)更快 速且更高效的差異調(diào)試。

當(dāng)一個(gè)實(shí)例的兩個(gè)版圖引腳交叉連接時(shí)，即發(fā)生管腳交換錯(cuò)誤。版圖／電路圖比較完成 后，設(shè)計(jì)人員可以查看 Calibre RVE 修復(fù)建議以獲得調(diào)試幫助。每個(gè)差異都有清晰的文字說(shuō) 明（圖 4）。

圖 4：顯示了有關(guān)差異可 能原因的簡(jiǎn)單描述。

在這種情況下，設(shè)計(jì)人員可以在版圖設(shè)計(jì)環(huán)境和 Calibre RVE 內(nèi)部電路圖查看器（版圖和來(lái) 源）中高亮顯示差異所涉及的實(shí)例 （X11） 和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（46 和 40）。通過(guò)比較內(nèi)部電路圖視 圖，設(shè)計(jì)人員可以快速直觀地看到交換的連接（圖 5）。

圖 5：內(nèi)部 RVE 電路圖查 看器中的高亮顯示有助 于直觀地顯示差異。

將版圖高亮部分與版圖電路圖查看器 中的高亮部分對(duì)照，設(shè)計(jì)人員可以快 速看到必須糾正的連接（圖 6）。

修復(fù)建議功能使用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言清楚地 說(shuō)明差異的根本原因，有助于加快并 簡(jiǎn)化調(diào)試過(guò)程。有了這些信息，設(shè)計(jì) 人員便可使用 Calibre RVE 版圖和電路 圖查看器更快速、更高效地糾正比較 差異。

圖 6：版圖與版圖電路圖查看器中的高亮顯示比較顯示了 必須交換的連接。
編輯：hfy