后端設(shè)計(jì)PG liberty增量式生成實(shí)現(xiàn)方案

Liberty（俗稱LIB和DB），是后端設(shè)計(jì)中重要的庫邏輯描述文件，這里邊包含了除過physical（當(dāng)然也有一點(diǎn)點(diǎn)涉及）以外所有的信息，對(duì)整個(gè)后端設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)有非常大的作用。借此機(jī)會(huì)，一起LIB做一個(gè)簡單的理解和使用，閑話少敘，ICer Go！

LIB的簡單描述

liberty是S家創(chuàng)立并定義的文件格式，主要用于描述各種IP，std-cell等類別的邏輯信息，包括到不限于下列要素

area

cell delay timing: delay

transtion timing

noise

pin cap/trantion threshold

power: leakage, internal

PG info

…

可以看到，這里的要素很多，隨著工藝和timing model的演進(jìn)，關(guān)于時(shí)序分析方面的擴(kuò)展和追加信息會(huì)越來越多，這里不是討論的重點(diǎn)，這里不再贅述。

UPF flow的需求

當(dāng)下的后端實(shí)現(xiàn)大部分都是UPF flow（PS：就算設(shè)計(jì)中只有一個(gè)pwer domain，也可以應(yīng)用UPF flow），UPF flow 從RTL設(shè)計(jì)開始，到綜合mapping，再到后端實(shí)現(xiàn)都需要統(tǒng)一規(guī)劃。從RTL到GDS的每一步設(shè)計(jì)都需要使用“外掛”UPF的方式對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行干預(yù)和指引。通常而言，需要有以下的注意事項(xiàng)

設(shè)計(jì)：實(shí)例化不能帶有PG信息

前仿真：帶入U(xiǎn)PF，確保上下電的功能可以被準(zhǔn)確捕捉和驗(yàn)證

綜合：帶入U(xiǎn)PF和支持PG的LIB，完成低功耗設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和基于UPF的PG 連接

自動(dòng)布局布線：帶入U(xiǎn)PF和支持PG的LIB和LEF，完成低功耗物理實(shí)現(xiàn)。包括PG連接和布通

后仿真：帶入物理實(shí)現(xiàn)后的數(shù)據(jù)和UPF，關(guān)注power-domain的開關(guān)和低功耗器件（LS，isolaion，retention-cell）的功能正確性

通常而言，LEF都是帶PG信息的，否則，物理實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，無法完成cell PG和power rail/mesh的有效連接，這個(gè)是物理實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)需求，譬如：

對(duì)于liberty LIB，PG信息并非必選項(xiàng)，特別是在用戶不選擇UPF 設(shè)計(jì)流程的時(shí)候，或者只是要單一power domain的UPF設(shè)計(jì)的時(shí)候，不帶PG的LIB確實(shí)不會(huì)引起問題，所以對(duì)于一個(gè)比較老的工藝可能確實(shí)沒有提供帶PG信息的LIB。但當(dāng)用戶采用了多power-doamin UPF flow是，原有的liberty就不能滿足設(shè)計(jì)需求了。

但是，這個(gè)問題確實(shí)不是硬傷（hard-problem）：因?yàn)镚DS都是支持PG的，LIB只是對(duì)于GDS的抽取時(shí)，沒有帶入而已，所以從TO角度而言，這個(gè)確實(shí)是修正的，用戶只需要在原有的LIB里邊添加PG信息，就可以讓現(xiàn)在的設(shè)計(jì)完美支持UPF flow，這樣的方案，對(duì)于IP vendor不能很快的響應(yīng)提供了非常不錯(cuò)的解決之道

LIB中PG 信息的存在方式

既然LIB里邊對(duì)于設(shè)計(jì)的邏輯描述已經(jīng)很清晰了，那么只要了解了PG在LIB里的存在方式，完全可以將一個(gè)不帶PG的LIB，轉(zhuǎn)換成一個(gè)帶PG的LIB。通常而言PG會(huì)對(duì)下列類目產(chǎn)生影響：

liberay scope 的PG 電壓定義：通常使用voltage_map 聲明，定義的電壓值，這里VDD和VSS可以看作會(huì)被后面引用的兩個(gè)變量名

- cell scope 的PG pin的定義對(duì)應(yīng)電壓，

pin scope 的 pin對(duì)應(yīng)的PG 信息：這個(gè)用于工具判別信號(hào)所屬的PG網(wǎng)絡(luò)，從而對(duì)UPF flow里的isolation或者LS做合規(guī)檢查，注意這里的output pin會(huì)有一個(gè)powerdown_function的描述，這個(gè)對(duì)于可關(guān)斷domain的功耗檢查有幫助

所以，基本上只要完成上述三個(gè)scope：libery/cell/pin就可以將一個(gè)不帶PG的LIB轉(zhuǎn)換為帶PG的LIB。所以，當(dāng)遇到這樣一個(gè)LIB的時(shí)候，筆者就簡單開發(fā)了一個(gè)PY，完成了上述的功能，這個(gè)增量式生成就完成了，但是這個(gè)方法真的就是一個(gè)好方法嗎？很遺憾，當(dāng)看到S家提供的命令后，這個(gè)PY直接被丟進(jìn)了垃圾箱。

巧用命令實(shí)現(xiàn)PG LIB的增量式生成

在DC工具里邊，S家提供了一個(gè)有好的命令，專門根治各種LIB缺失PG的問題。

命令的原理是這樣：

是不是很簡單，通過LEF里邊的PG，反標(biāo)到LIB里邊而已。簡單理解：PG 信息在LIB不是必選項(xiàng)，但一定是加分項(xiàng)。

編輯：黃飛