EDA的融合时代

本文为《electronic design automation for ic implementation circuit design and process technology》中相关部分的阅读感想以及个人理解

随着工艺的发展，net delay占比显著增加，cell delay占比减少。在现代芯片设计流程中，各个阶段对于后续阶段的delay值的估算越来越失准。而这些因此，促使EDA进入到所谓的融合时代（the age of integration）。

现代芯片设计流程

现代芯片设计流程，可以划分为，spec定义，架构定义，功能设计（RTL），逻辑设计（logic design）， 电路设计（circuit design）最终产生GDSII。

其中属于EDA涵盖范围主要是从RTL开始，直至最终的GDS的产生。

当前设计流程的问题

简言之，对流程中下一阶段的预测越来越失准，是当前EDA进行改革的主要驱动。

而EDA的算法，往往要基于对下一阶段准确估算。

例如，在综合阶段，对于时序路径的延时的估算可能与后端的差别越来越大。对于占比越来越大的net delay无法进行准确估算。

即使在place阶段，也需要对于绕线后的时序及congestion情况进行准确的评估。

EDA发展阶段划分

书中将EDA发展分为三个阶段。

The Age of Invention，the Age of implementation, the Age of integration。

The Age of Invention

在这个阶段，对于routing， placement， timing analysis， sythesis等功能的基本算法被发明出来。这些算法基本源于package以及PCB设计。

在这个时代，仅需将少量的分立器件进行place。绕线层也非常有限，因此算法比较容易进行优化。

The Age of implementation

随着IC的发展，设计规模迅速增加。芯片的实现越来越依赖于设计的自动化。

在该阶段的一个重要标志就是标准单元的发明。

自动布局布线算法，综合算法的大规模应用，都是建立在标准单元的概念基础之上。

门阵列的发明，可以理解为更高层级的标准化。

逻辑综合的发明，架起了从语言描述（RTL）到标准单元之间的桥梁。

在这个阶段，各个设计步骤相互独立，然后串行相连。

 

该阶段的特点在于标准化，抽象化。该阶段的大量优秀算法都基于此。

The Age of Integration （融合时代）

既然预测不准，那何不直接把后面阶段的算法提前。

而这就是融合时代的特点，算法的融合。

融合的第一步就是综合与STA的结合，可以说，融合的进程其实开始的非常早了。

随后是placement-driven synthesis。

placement算法融合到综合环境以及STA环境中。

在融合时代，大部分的进步不是算法本身的进步，而是算法之间如何更好的相互配合。

在age of implementation的算法仍然适用，但是这些算法在EDA的使用方式发生了很大变化。

例如，综合阶段的逻辑重构，引入到placement阶段后以解决congestion问题。

end

我们现在仍然处于EDA的融合时代，你将看到更多的算法出现在它之前不曾出现的地方。