P&R --From 陌上风骑驴看IC

FLOORPLAN：

• 做好floorplan要掌握哪些知识技能

• 遇到floorplan问题，大致的debug步骤和方法有哪些

• 如何衡量floorplan的QA

以上是驴神提的五大点问题。鄙人狠狠地反驳了驴神的提问。后端实现工作是一个不可分割的整体，最终能收获什么样的果实，在你种下种子的那一刹那就已经注定了；至于中间的浇水施肥打药，那都是按部就班的工作了。整个后端过程就是一个混沌过程，floorplan是输入，gds和netlist是输出，中间是一团笼罩着混沌过程的迷雾。但是作为一个后端熟手、老司机，理应做到眼中有码心中无码，当你完成你的floorplan的时候，中间的迷雾在心中自动消散，最后能得到什么样的结果大致就有数了。

言归正传，floorplan作为后端工作的起始点，是后段工作最关键的节点；floorplan的质量，直接决定了这个design的上限。那么floorplan要做哪些事情呢？除了画个框框，摆摆memory，画画powermesh，还有规划placement blockage (hard/soft/partial), route guide (by layer/by percentage), cell guide (region/fence), 加physicalcell, 做一些preplace等等。做floorplan, 首先需要有良好的艺术鉴赏眼光！一个好的floorplan，一定是一个美的floorplan！只有每一个细节都显示出美感的floorplan，才会是一个好的floorplan！

当我们从头开始做一个floorplan的时候，一定要意识到，floorplan直接决定了placement的质量，决定了route的质量；io的位置、memory的位置、cellguide这些，都是种子，是给EDA工具的种子，基于这些种子，工具才能做出一个placement结果；同样，当placement 确定的时候，route 的结果也基本决定了。所以在做floorplan 的时候，一个合格的工程师应该要掌握设计的数据流向，和工艺的基本特性。那么floorplan的一些重要步骤应该注意哪些事项呢，简单的说：

• IO/IP的规划。首先要熟读IO/IP的application note，掌握各个IP/IO的使用方法，有没有特殊的绕线需求，有没有特殊的place需求；对于顶层design，要了解IO的power domain对各种特殊cell的要求；对于blocklevel，如果需要自行决定io pin的位置，那么可以通过innovus的editPin功能很轻易的完成设置；

• Memory位置的摆放。Memory 的摆放严重影响到 placement 和 routing 的质量。首先应该根据设计的数据流对 memory 位置进行粗调，然后应该根据 routing 的估算和drc的要求来进行微调。Memory 的位置对齐，出pin的方向，以及 channel 的宽度都是需要精细计算的；因此熟练使用 innovus 的floorplan toolbar的相关功能可以极大的提高我们做floorplan的效率；

• Placement blockage的设置。根据设计工艺的特点，DRC的要求，在memory/IP/power domain周围盖上hard placement blockage是常见做法；在channel里面根据timing的需求和绕线资源的计算，往往也要加上soft 或者 partial blockage；

• Cell guide的设置。根据设计的数据流，我们有时候会希望约束一些module摆放到特定的位置；innovus提供了三种不同的约束: guide/region/fence, 来满足不同的需求。Guide的使用往往需要对design特别了解，并且经过很多尝试和分析才能得到较好的结果；

• Power mesh的规划。记住一个原则：永远优先选用细而密的 power mesh 而不是粗而稀的 power mesh；

• 在完成floorplan之后，先用innovus检查一遍是否有违规的地方；

• 要对floorplan质量进行评估，最好的办法就是直接跑一遍place+route。

如果floorplan没有问题，就可以正式进入到APR阶段。EDA工具发展到现在这个阶段，后端工程师的方法学也在不断更新。传统的后端方法里面，place/cts/route 泾渭分明，丁是丁卯是卯；但是在innovus最新的early clock flow里面，place阶段就把cts/route统统尝试了一遍；而useful skew的使用，和innovus cts engine的进化，使得user几乎不再需要去debug clock tree structure，不再需要设置一大堆ignorepin/floating pin/exclude pin/stop pin之类（工程师要失业了！？）；传统地看clock tree skew的评价标准，在今天基于useful skew的工具方法学下面也不再适用了。因此，正如前文所述，place/cts/route 从来没有像今天这样紧密的结合在一起，形成一个密不可分的整体。

通过innovus的early clock flow+useful skew的使用，我们能比以前达到更高的frequency，而整个设计方法也变得更加简单。那么在这么智能化的工具面前，我们工程师还可以做些什么来帮助提高设计质量呢？

• 适当的cell guide。如前文所述，适当的cell guide相当于种下了一颗优质的种子，使得最后能结出丰硕的果实；

• 适当的path group。尽管innovus通常不需要设置很多path group，但是对于少数critical path，适当的path group 设置也是有益处的；

• 适当的over constraint。因为earlyclock flow的使用，工具在 placement 阶段就能看得前所未有的清晰；因此一个适当的over constraint能帮助工具取得一个最好的QoR，过犹不及。

那么既然现在工具这么智能，QoR这么好，是不是我们工程师就可以把流程脚本往服务器一丢，然后等着看 post route 结果就行啦呢？No！永远不要停止对中间结果的检查：

• 不停追踪log file，有没有什么异常发生；

• 检查每一步的结果，包括但不限于：run time,  timing, route over flow / violations, drv vioaltions, clock tree latency, derate / uncertainty setting, crosstalk delay.