innovus中的DanglingWire（懸垂線）的理解和處理

innovus里邊有不少physical DRC檢查工具，其中的verifyConnectivity 別有一番有趣的用法，借此機(jī)會(huì)，一起來(lái)看看其中的一個(gè)亮點(diǎn)。

在innovus工具里邊，用戶(hù)經(jīng)常會(huì)使用verifyConnectivity 來(lái)進(jìn)行open ，繞線完整性等問(wèn)題的查驗(yàn)。對(duì)于繞線結(jié)果，尤其是PG繞線結(jié)果，使用這個(gè)命令可以很好的幫助用戶(hù)在power planning階段查驗(yàn)PG的閉合連接的狀態(tài)（在pg DB中使用，有點(diǎn)類(lèi)似S家的verify_pg_nets ），這個(gè)命令的檢查點(diǎn)包括并不限于

PG的整體貫通性：open check

macro的PG pin 連接閉合

信號(hào)開(kāi)路檢查 (signal routing open)

懸垂繞線/天線效應(yīng)檢查（DanglingWire/Antenna）

上述前三點(diǎn)都是比較常規(guī)的檢查，通常沒(méi)有太多的歧義，但是對(duì)于最后一個(gè)DanglingWire/Antenna，INVS有自己獨(dú)到的理解方式，這里仔細(xì)理解和分析以下這個(gè)檢查項(xiàng)目

DanglingWire的原理描述

DanglingWire描述：wire通常是指連接在某一個(gè)pin/terminal的net在物理上的形狀，Danglng是指這個(gè)wire后面有沒(méi)有連接任何的負(fù)載，如果這個(gè)wire同時(shí)也連接在其他的input pin，由于這個(gè)DanglingWire的存在，勢(shì)必會(huì)引入潛在的antenna問(wèn)題，這就是為什么INVS把DanglingWire和antenna標(biāo)注在一起的原因。



在上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中，有兩個(gè)連結(jié)關(guān)系：U1.Z -> U2.A 和 U1.Z -> U3.A ，對(duì)應(yīng)的實(shí)際物理繞線如上述黑色和紅色走線標(biāo)記。這種繞線方式在INVS的verifyConnectivity評(píng)判里，就會(huì)將紅色部分的繞線（wire）報(bào)告一個(gè)DanglingWire的問(wèn)題。
紅色部分繞線已經(jīng)對(duì)這個(gè)繞線閉合結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何貢獻(xiàn)，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致net1的繞線被無(wú)意中變長(zhǎng)，這樣的繞線會(huì)導(dǎo)致三個(gè)影響：

紅色繞線部分會(huì)占用額外的繞線資源，但是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)有沒(méi)有貢獻(xiàn)，所以這是對(duì)繞線資源的浪費(fèi)

紅色繞線會(huì)讓net1的RC變大， 會(huì)讓net1的傳輸變慢，導(dǎo)致不期望的延遲

對(duì)于U2.A和U3.A 輸入pin而言，由于輸入管腳對(duì)應(yīng)的繞線變長(zhǎng)，紅色繞線有可能導(dǎo)致更多的輸入管腳的antenna違例。

由于PG via drop的特點(diǎn)，這種DanglingWire的情形在PG 繞線會(huì)比較常見(jiàn)，反而由于NanoRoute特有的算法，對(duì)于信號(hào)連接，基本不會(huì)出現(xiàn)DanglingWire的現(xiàn)象。



這里的PG連接是從M6 -> VIA56 -> M5，從INVS的理解來(lái)看，這條M5 wire的的最右側(cè)部分（從VIA56結(jié)束一直到M5的最右端，紅色高亮區(qū)域），是一小段的DanglingWire繞線，因?yàn)樵赩IA56的部分，這條M5已經(jīng)完成了PG貫通的使命，多出來(lái)的那部分就被INVS判定為沒(méi)有貢獻(xiàn)的DanglingWire。

在PG創(chuàng)建的時(shí)候，無(wú)法在addStripe的命令從根本上解決，這是因?yàn)镻G stripe通常都是兩橫兩縱的布局，總會(huì)有一個(gè)VIA56 距離M5的端點(diǎn)較遠(yuǎn)。



如上圖所示，盡管PG 布局里邊已經(jīng)將VSS的VIA56推到了最右側(cè)，但是VDD的DanglingWire還是無(wú)法避免。由此可見(jiàn)，用戶(hù)在創(chuàng)建PG的時(shí)候。在使用同樣M6/M5的時(shí)候，通過(guò)調(diào)整offset，可以讓DanglingWire問(wèn)題緩解，可以間接的提高IR的質(zhì)量，但是不能根治DanglingWire的問(wèn)題

DanglingWire問(wèn)題的解決方法

INVS評(píng)判DanlingWire的標(biāo)準(zhǔn)是：wire走線在通過(guò)最右一個(gè)有效連結(jié)VIA或者load_pin后，繞線長(zhǎng)度不能超過(guò)走線寬度的一半，否則會(huì)被判定為DanglingWire



以上圖為例，對(duì)于上邊比較短的M5是沒(méi)有DanglingWire違例的。可以看到，此時(shí)M5的右側(cè)只比VIA56的右側(cè)超出了0.825um，正好是M5繞線寬度的一半（0.162/2），這個(gè)時(shí)候就不會(huì)出現(xiàn)DanglingWire的問(wèn)題了。對(duì)應(yīng)的下邊的M5，右側(cè)長(zhǎng)度沒(méi)有修剪，所以依然能看到DanglingWire的違例。

經(jīng)測(cè)算，在這個(gè)示例當(dāng)中，通過(guò)縮短M5的長(zhǎng)度，可以釋放大概7.375um的M5的繞線資源

Std-cell rail 的DanlingWire 問(wèn)題理解

假設(shè)當(dāng)前設(shè)計(jì)的std-cell PG rail在M1層，INVS對(duì)M1的關(guān)注和M5是一致的，如果用戶(hù)沒(méi)有進(jìn)行任何的preplace std-cell的規(guī)劃，布局（包括tapcell，endcap等pre-place的器件），或者preplace std-cell的節(jié)點(diǎn)距離M1的終點(diǎn)有一些距離，那么在PG里邊也會(huì)報(bào)告類(lèi)似的DanglingWire的問(wèn)題。



但是，這樣的M1 DanglingWire會(huì)在chipfinish的時(shí)候完全消失，這是因?yàn)樗械膕td-cell row上，最后都會(huì)布滿(mǎn)std-cell或者std-filler，這個(gè)M1上的DanglingWire的違例在PD DB上不需要理會(huì)，除非是這個(gè)區(qū)域不需要放置std-cell，那么用戶(hù)需要從site-row的剪裁下手，節(jié)約std-cell的資源占用 同樣的數(shù)據(jù)庫(kù)，在進(jìn)入到chipfinish后，M1的DanglingWire已經(jīng)自愈了。

DanglingWire 和 open的區(qū)別

經(jīng)過(guò)上述的討論，應(yīng)該已經(jīng)很好的理解INVS里邊對(duì)于DanglingWire的定義，對(duì)于普通用戶(hù)而言，DanglingWire的影響主要是侵占一些設(shè)計(jì)的繞線資源（但是要注意不同階段的DanglingWire由于負(fù)載的改變，這個(gè)違例的形態(tài)會(huì)發(fā)生一定的變化，譬如上述的std-cell rail 的DanglingWire問(wèn)題）。相較而言，用戶(hù)更應(yīng)該優(yōu)先關(guān)注open問(wèn)題，
INVS 對(duì)open有兩種定義：

對(duì)于同樣的net，但是沒(méi)有連接在一起的wire piece，這里的定義比較像S家的 floating shape，譬如下圖左側(cè)的幾個(gè)wire piece，這個(gè)就是open（也就是常說(shuō)的floating shape），如果確定不需要，也可以做直接刪除處理

但是，更為常見(jiàn)的open，是缺少?gòu)腗6到M1 的VIA，這個(gè)時(shí)候就是需要用戶(hù)及時(shí)處理，否則最后的LVS是過(guò)不去的

沒(méi)有連接到網(wǎng)絡(luò)的PG pin：UnConnPin

這里需要注意一點(diǎn)，由于INVS的verifyConnectivity 是基于wire shape的，所以如果需要查驗(yàn)?zāi)骋粋€(gè)net的open或者UnConnPin，前提是這個(gè)net至少一根wire shape，否則INVS會(huì)給出下列提示，



同時(shí)，會(huì)在Violations Browser里邊以NoRoute 表示出來(lái)：意即該net沒(méi)有任何的wire shape

【敲黑板劃重點(diǎn)】

INVS里的DanglingWire是潛在的繞線資源浪費(fèi)，需要用戶(hù)自行判斷，并進(jìn)行處理，在不影響IR分析的基礎(chǔ)上，可以更好的利用現(xiàn)有資源。

審核編輯：劉清