Проектирование топологии верхнего уровня иерархического блока.

ЦЕЛИ РАБОТЫ:
Реализация иерархического маршрута физического проектирования.
Изучение возможности использования технологии физического проектирования основанного на макро блоках (plan groups).

Маршрут физического проектирования (design flow) – последовательность действий, позволяющая из RTL описания блока получить его физическую модель.
Маршрут физического проектирования
Иерархический (hier) - маршрут учитывающий иерархию внутри блока
Плоский (flat)

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ИЕРАРХИЧЕСКОГО ПОДХОДА.
Достоинства:
Позволяет распараллеливать проектирование блока
Возможность более точной работы над временными характеристиками для подблоков
Недостатки:
Требуется дополнительное время для изучения иерархии блока

ЭТАПЫ ИЕРАРХИЧЕСКОГО МАРШРУТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ:
Логический синтез
Планирование кристалла
Топологический синтез блока
Размещение элементов в макроблоках (plan groups)
Оптимизация тайминга
Трассировка
Установка пинов
Статистический анализ временных характеристик.

РЕАЛИЗАЦИЯ:
Исследование иерархического маршрута физического проектирования на примере блока alc0_int_com

ЭТАПЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩИЕ ТОПОЛОГИЧЕСКОМУ СИНТЕЗУ БЛОКА ALC0_INT_COM:
Логический синтез
Получен иерархический netlist без стандартных ячеек на верхнем уровне.
Общее число ячеек (standard cells): 81620
Планирование кристалла (создание floorplan)
Общая площадь: 525625 мкм2
Утилизация (Sячеек/Sfloorplan): 0.5

ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ БЛОКА ALC0_INT_COM:
Легализация размещения (legalize placement) – процесс проверки и исправления ошибок размещения.
Утилизация – отношение суммарной площади ячеек к площади плана размещения (floorplan).

ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ БЛОКА ALC0_INT_COM:
Задачи:
Получить легализованное размещение ячеек внутри плана размещения (floorplan)
Найти начальное значение утилизации для получения наиболее достоверных размеров макро блоков.

ТОПОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ БЛОКА ALC0_INT_COM
Результат:
Для блока alc0_int_com начальная утилизация 0.5 (50%)
Общаю площадь блока:
для иерархического маршрута: 525625 мкм2
для плоского маршрута : 1108800 мкм2
Требуемая утилизация после размещения 0.75 (75%)

РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ
Создание plan groups – функция САПР Synopsys, поволяющая объединять ячейки (standard cells) в отдельные группы с учетом иерархии RTL.

РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ
Задачи:
Анализируя иерархию блока alc0_int_com, создать макро блоки (plan groups) и разместить их на плане размещения (floorplan)

РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ
Размещение макроблоков
Размещение элементов в макроблоках

РАЗМЕЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ
Размещение макроблоков:
После анализа блока, сделан вывод об изменении иерархии - объединении 8 подблоков и 8 ячеек на верхнем уровне в один общий блок.
Размещение элементов в макроблоках (plan groups):
Результат размещения макроблоков
Результат размещения элементов в макроблоках

СРАВНЕНИЕ ПЛОСКОГО И ИЕРАРХИЧЕСКОГО МАРШРУТА ФИЗИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ:
Реализован иерархический маршрут на блоке alc0_int_com
Получено размещение логических элементов (ячеек) на кристалле с использованием plan groups в блоке alc0_int_com
Получена оптимальная утилизация блока alc0_int_com
Уменьшена площадь блока в 2 раза
Созданный маршрут позволяет получить топологическое размещение верхнего уровня блока и более мелкое разбиение на под блоки (plan group), с которыми в дальнейшем возможна более точная работа.

РЕЗУЛЬТАТ РАБОТЫ: