再聊晶片的設計原理圖之前，首先我們要清晰晶片設計的流程：
晶片設計分為前端設計和後端設計，前端設計（也稱邏輯設計）和後端設計（也稱物理設計）並沒有統一嚴格的界限，涉及到與工藝有關的設計就是後端設計。
晶片的設計原理圖
晶片設計之前端設計
1。 規格制定
晶片規格，也就像功能列表一樣，是客戶向晶片設計公司（稱為Fabless，無晶圓設計公司）提出的設計要求，包括晶片需要達到的具體功能和效能方面的要求。
2。 詳細設計
Fabless根據客戶提出的規格要求，拿出設計解決方案和具體實現架構，劃分模組功能。
3。 HDL編碼
使用硬體描述語言（VHDL，Verilog HDL，業界公司一般都是使用後者）將模組功能以程式碼來描述實現，也就是將實際的硬體電路功能透過HDL語言描述出來，形成RTL（暫存器傳輸級）程式碼。
4。 模擬驗證
模擬驗證就是檢驗編碼設計的正確性，檢驗的標準就是第一步制定的規格。看設計是否精確地滿足了規格中的所有要求。規格是設計正確與否的黃金標準，一切違反，不符合規格要求的，就需要重新修改設計和編碼。 設計和模擬驗證是反覆迭代的過程，直到驗證結果顯示完全符合規格標準。
模擬驗證工具Synopsys的VCS，還有Cadence的NC-Verilog。
5。 邏輯綜合――Design Compiler
模擬驗證透過，進行邏輯綜合。邏輯綜合的結果就是把設計實現的HDL程式碼翻譯成門級網表netlist。綜合需要設定約束條件，就是你希望綜合出來的電路在面積，時序等目標引數上達到的標準。邏輯綜合需要基於特定的綜合庫，不同的庫中，閘電路基本標準單元（standard cell）的面積，時序引數是不一樣的。所以，選用的綜合庫不一樣，綜合出來的電路在時序，面積上是有差異的。一般來說，綜合完成後需要再次做模擬驗證（這個也稱為後模擬，之前的稱為前模擬）。
邏輯綜合工具Synopsys的Design Compiler。
6。 STA
Static Timing Analysis（STA），靜態時序分析，這也屬於驗證範疇，它主要是在時序上對電路進行驗證，檢查電路是否存在建立時間（setup time）和保持時間（hold time）的違例（violation）。這個是數位電路基礎知識，一個暫存器出現這兩個時序違例時，是沒有辦法正確取樣資料和輸出資料的，所以以暫存器為基礎的數字晶片功能肯定會出現問題。
STA工具有Synopsys的Prime Time。
7。 形式驗證
這也是驗證範疇，它是從功能上（STA是時序上）對綜合後的網表進行驗證。常用的就是等價性檢查方法，以功能驗證後的HDL設計為參考，對比綜合後的網表功能，他們是否在功能上存在等價性。這樣做是為了保證在邏輯綜合過程中沒有改變原先HDL描述的電路功能。
形式驗證工具有Synopsys的Formality。
前端設計的流程暫時寫到這裡。從設計程度上來講，前端設計的結果就是得到了晶片的門級網表電路。
晶片設計之後端設計
1。 DFT
Design For Test，可測性設計。晶片內部往往都自帶測試電路，DFT的目的就是在設計的時候就考慮將來的測試。DFT的常見方法就是，在設計中插入掃描鏈，將非掃描單元（如暫存器）變為掃描單元。關於DFT，有些書上有詳細介紹，對照圖片就好理解一點。
DFT工具Synopsys的DFT Compiler
2。 佈局規劃（FloorPlan）
佈局規劃就是放置晶片的宏單元模組，在總體上確定各種功能電路的擺放位置，如IP模組，RAM，I/O引腳等等。佈局規劃能直接影響晶片最終的面積。
工具為Synopsys的Astro
3。 CTS
Clock Tree Synthesis，時鐘樹綜合，簡單點說就是時鐘的佈線。由於時鐘訊號在數字晶片的全域性指揮作用，它的分佈應該是對稱式的連到各個暫存器單元，從而使時鐘從同一個時鐘源到達各個暫存器時，時鐘延遲差異最小。這也是為什麼時鐘訊號需要單獨佈線的原因。
CTS工具，Synopsys的Physical Compiler
4。 佈線（Place & Route）
這裡的佈線就是普通訊號佈線了，包括各種標準單元（基本邏輯閘電路）之間的走線。比如我們平常聽到的0。13um工藝，或者說90nm工藝，實際上就是這裡金屬佈線可以達到的最小寬度，從微觀上看就是MOS管的溝道長度。
工具Synopsys的Astro
5。 寄生引數提取
由於導線本身存在的電阻，相鄰導線之間的互感，耦合電容在晶片內部會產生訊號噪聲，串擾和反射。這些效應會產生訊號完整性問題，導致訊號電壓波動和變化，如果嚴重就會導致訊號失真錯誤。提取寄生引數進行再次的分析驗證，分析訊號完整性問題是非常重要的。
工具Synopsys的Star-RCXT
6。 版圖物理驗證
對完成佈線的物理版圖進行功能和時序上的驗證，驗證專案很多，如LVS（Layout Vs Schematic）驗證，簡單說，就是版圖與邏輯綜合後的門級電路圖的對比驗證；DRC（Design Rule Checking）：設計規則檢查，檢查連線間距，連線寬度等是否滿足工藝要求， ERC（Electrical Rule Checking）：電氣規則檢查，檢查短路和開路等電氣 規則違例等等。
工具為Synopsys的Hercules
實際的後端流程還包括電路功耗分析，以及隨著製造工藝不斷進步產生的DFM（可製造性設計）問題，在此不說了。
物理版圖驗證完成也就是整個晶片設計階段完成，下面的就是晶片製造了。物理版圖以GDS II的檔案格式交給晶片代工廠（稱為Foundry）在晶圓矽片上做出實際的電路，再進行封裝和測試，就得到了我們實際看見的晶片。
總之，晶片設計的過程中是十分複雜，這些也只是簡單的將晶片設計流程梳理一遍，希望可以幫助到各位。
「免責宣告」文章內容部分轉載於網路，轉載目的在於傳遞更多資訊，並不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。如涉及作品內容、版權和其它問題，請在30日內聯絡作者，我們將在第一時間刪除內容
內容引用：jacksong2021《晶片設計流程 晶片的設計原理圖》
閱讀原文：https：//blog。csdn。net/xingsongyu/article/details/89810891？ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522161059210616780255278390%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713。130102334。。%2522%257D&request_id=161059210616780255278390&biz_id=0&utm_medium=distribute。pc_search_result。none-task-blog-2~all~baidu_landing_v2~default-6-89810891。pc_search_result_no_baidu_js&utm_term=%E8%8A%AF%E7%89%87&spm=1018。2226。3001。4449
