通常提到的工艺角有5种:TT、FF、SS、FS、SF。其中T指Typical,F 指Fast,S指Slow,两个字母分别代表NMOS管和PMOS管的驱动电流,如FS指NMOS管为驱动电流为最大值,PMOS管驱动电流为最小值,此时下拉较快 。 我们将SS、TT、FF分别指左下角、中心、右上角corner。
除了process外,设计一般还需要考虑驱动电压Voltage和温度Temperature,合称为PVT,电压根据工艺的不同并不一致,这里不在赘述,后面会举例说明。温度一般有-40、0、25、125℃等选项。
常用的静态时序分析(STA,Static timing analysis)条件有:
WCS (Worst Case Slow) : slow process, high temperature, lowest voltage
TYP (typical) : typical process, nominal temperature,nominal voltage
BCF (Best Case Fast ) : fast process, lowest temperature, high voltage
WCL (Worst Case @ Cold) : slow process, lowest temperature, lowest voltage
在进行功耗分析时,还有两种组合:
ML (Maximal Leakage ) : fast process, high temperature, high voltage
TL (typical Leakage ) : typical process, high temperature, nominal voltage
此外,还有一种在考虑噪声(noise)和串扰(crosstalk)时用到的组合条件,称为 Scenarios:
Scenarios = Interconnect + operation mode + PVT
这种组合将内连线情况(interconnect)和工作模式(operation model)加入了STA分析,内连线情况指制造对互联线的影响,有R_typical C_typical, R_max C_max, R_max C_min, R_min C_min几种情况,工作模式有unction mode, scan mode, sleep mode, standby mode, active mode。
同时对多种scenarios的综合分析,被称为MMMC(Multi-mode Multi-coner)analysis,MCMM表示设计工具同时针对所有mode和corner的所有设计指标进行优化,这种分析应用于mode和corner多达数百种的高级设计中。
片上差异(On-chip Variations)是指同一设计在制作成多块芯片后由于制作过程、材料等因素出现差异,这些差异主要体现在:
1,IR Drop造成局部不同的供电的差异;
2,晶体管阈值电压的差异;
3,晶体管沟道长度的差异;
4,局部热点形成的温度系数的差异;
5,互连线不同引起的电阻电容的差异。
由于OCV带来的问题,在设计时就需要更加严格的约束条件,以保证制成的芯片可供使用。因此引入了新的STA分析方法:
1,单一模式, 用同一条件分析setup/hold ;
2,WC_BC模式, 用worst case计算setup,用best case计算hold;
3,OCV模式, 计算setup 用计算worst case数据路径,用best case计算时钟路径;计算hold 用best case计算数据路径,用worst case计算时钟路径;
通过以上的分析方法比较,可以看出是越来越悲观的,第三种方法在不同的路径上都选择了最坏的情况,尽管这种情况理论上不可能同时发生。
统计静态时序分析 (Statistical Static timing analysis),由于OCV的影响,芯片的参数并不是一个固定值,而是一个呈统计分布的局部参数。如果提供的库是基于局部参数差异统计建立起来的,在进行基于OCV模型的静态时序分析时,就无需OCV参数的设定。同理,互连线的差异也是如此 。
基于这样的观点,同一时序路径可能存在不同种情况的组合,而且每种情况的参数都是呈统计学分布,组合的计算将不是单纯的相加差,而是需要相关性分析与统计学计算。统计方法的引入,改变了传统静态时序分析悲观且不实际的做法。
SSTA需要大量的统计数据级计算 ,运行时间可能更长,但能够以更切实可行的方式为设计提供收尾工作。
实际使用的一个例子:
我用的28nm的工艺库中带有的lib只有tt ff ss 三种,或者说我只找到了这三种,其他的我没有看到。 然后WCS分析时,我发现-40比 125℃的情况更差。
这里简单贴一张图介绍下命名,tcbn是台积电的库,28指28nm的工艺,
hpc 是 High Performance Compact 的缩写
12t指12track,40p140指poly的L尺寸=40nm,poly到poly为140nm
tt、ss指的就是工艺角了
0p8v 指电压为 0.8v,p指point 小数点。
125c、m40c分别指125度 和-40度,m为负minus
详细介绍可以看知乎上的一个介绍