介紹floorplan基本規(guī)則

大家都知道，F(xiàn)loorplan的目的是為了確定模塊大小，位置，形狀，以及擺放Macro，也就是我們通常見到的隨機(jī)存儲(chǔ)單元RAM、只讀存儲(chǔ)單元ROM，還有其他IP模塊等等。它與Place(布局)有著一些相似的地方。Floorplan的復(fù)雜之處在于模塊的形狀與大小可能是一個(gè)不確定的變量，需要權(quán)衡結(jié)果來反推這個(gè)變量。而其簡(jiǎn)單之處在于，F(xiàn)loorplan相比于Place的超大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)單元而言，整體數(shù)據(jù)量并不是十分龐大。

對(duì)于Floorplan而言，人們更傾向于靠自己的經(jīng)驗(yàn)去擺放Macro，擺放它們時(shí)不僅要考慮面積、互聯(lián)線長等傳統(tǒng)問題，還需要考慮Place階段，Macro的擺放對(duì)于Place的影響。因?yàn)镸acro從本質(zhì)上講就是一個(gè)巨型的標(biāo)準(zhǔn)單元，很多Macro也存在于各個(gè)模塊內(nèi)，在Floorplan階段并不能和模塊對(duì)等的考慮。對(duì)于這個(gè)問題，人們根據(jù)實(shí)際生活中的經(jīng)驗(yàn)，提出一種邊緣擺放（edge place）的方法。

因?yàn)殚L久以來，人們?cè)谑褂镁哂芯匦位蛘叨噙呅谓Y(jié)構(gòu)的平面石磚砌墻或者鋪地面的時(shí)候發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律，要想更好的利用手頭的材料，更少的產(chǎn)生材料的冗余，需要先從平鋪區(qū)域的邊邊角角開始工作，并且首先將最大塊的材料鋪于區(qū)域中，再向中心擴(kuò)展，并用一些小材料填補(bǔ)區(qū)域上的空隙。

邊緣擺放的好處主要來源于下面兩點(diǎn)：

a.從目前芯片設(shè)計(jì)的趨勢(shì)來看，芯片中除了計(jì)算單元，隨機(jī)存儲(chǔ)單元RAM、只讀存儲(chǔ)單元ROM等。這些存儲(chǔ)單元占據(jù)的芯片面積在有些設(shè)計(jì)中甚至超過百分之五十。對(duì)于存儲(chǔ)單元來說，存在數(shù)據(jù)端口和存儲(chǔ)端口，并且周圍需要有一些可測(cè)性電路。這使得這些單元引線眾多且功耗巨大。將它們貼邊放置，不僅有利于這些單元的供電，而且防止這些單元過多的引腳對(duì)其他單元的布線造成影響。

b.標(biāo)準(zhǔn)單元在布局時(shí)，按照Row所劃定的高度一排一排的擺放，這樣既有利于算法的設(shè)計(jì)，又有利于工業(yè)制造。并且在給各個(gè)器件供電時(shí)，可以使用橫向的電源線將處于同一高度的器件連接在一起統(tǒng)一供電。若是將標(biāo)準(zhǔn)單元都擺放在芯片區(qū)域的中心，而大的Macro擺放在四周，就可以使標(biāo)準(zhǔn)單元方便的只用一條電源線連接在一起，而不會(huì)被高度不統(tǒng)一的Macro打斷。對(duì)電源網(wǎng)格的設(shè)計(jì)提供了巨大便利。

而Macro的擺放原則基本如下，可以參照下面這張圖

a.模塊盡量擺放在靠近相應(yīng)輸入輸出口（I/O port）的位置。一般來說對(duì)于大型的Macro，他們不僅僅需要與芯片內(nèi)部的其他Macro或者標(biāo)準(zhǔn)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，還需要與芯片外部的器件進(jìn)行通信。比如，鎖相環(huán)單元需要接收外部晶振信號(hào)，存儲(chǔ)單元需要接收外部地址等。這種數(shù)據(jù)交換就是靠I/O port進(jìn)行的，因此擺放在離相應(yīng)的數(shù)據(jù)端口附近，有利于減少互聯(lián)線長度，減少線上延遲，并節(jié)約布線資源。

b.大的Macro擺放盡量貼近版圖的邊緣和角落，這樣有利用空間的利用。如下圖所示：

c.Macro與Macro之間要留有一定空隙，給予布線資源。特別是在Macro的間隙有端口的時(shí)候更是如此，設(shè)計(jì)者可以通過相鄰Marco邊界上端口的多少來決定留有多大的間隙比較合適。在使用EDA軟件的Floorplan設(shè)計(jì)時(shí)，同樣可以給Macro加上halo來控制Macro與Macro之間的距離。Halo分為placement halo和routing halo，可以分別阻止在有Halo區(qū)域放置其他單元或者繞線，類似于blockage。但是Halo并不是獨(dú)立存在，而是依附于Macro周圍，可隨Macro移動(dòng)的。所以它是專門用來控制Macro和其他單元之間距離的一種功能。