标准单元库---线负载模型（WLM，Wireload Models）

线负载模型（ Wireload Models）

   在布图规划(Floorplan)或布局(Layout)之前，线负载模型可以用来估计电容、电阻和互连线的面积开销。可以用线负载模型(Wireload Model)基于扇出的数量估计线的长度。线负载模型依赖于块(Block)的面积，不同面积的设计可以采用不同的线负载模型。线负载模型也可以把预估的线长映射为电阻、电容以及由于走线产生的面积开销。
   块(block)内的平均线长和块的大小密切相关，块尺寸增加，平均线长相应增加。图4-7表示对于不同的面积（芯片或者块的尺寸），通常用不同的线负载模型来决定寄生参数。所以，图中描述了较小尺寸的块有较小的电容。

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   下面是一个线负载模型的例子

• Resistance是指每单位长度互连线的电阻
• capacitance是指每单位长度互连线的电容
• area是指每单位长度互连线的面积开销
• Slope是在数据点超出扇出长度表（Fan-out LengthTable)时所使用的外推斜率。
     线负载模型说明了线长是如何作为扇出的函数被描述的。上面的例子在图4-8中有描述。对于任何没有明确在表中列出的扇出值，通过线性外推法用指定斜率计算得到互连长度。比如，8扇出的互连长度如图4-8所示

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互连树(Interconnect Trees)

   一旦预估了电阻和电容，我们可以说预布局阶段互连线的Rwire和Cwire就确定了，下一个问题就是互连线的结构。互连线RC结构相对于驱动单元是如何分布的？这很重要，因为从1个驱动引脚到负载引脚的互连延迟依赖于互连线的结构。通常来说，互连延迟依赖于路径上的互连电阻和互连电容。因此，线的假想拓扑结构不同，延迟就不同。
   在预布局阶段的估计，互连RC树可以用以下3种方式来表示(如图4-9所示)。注意，总互连长度在3种情况下都是一样的。（所以预估电阻和电容也是一致的）。

• 1)最佳情况树(Best-Case Tree):在最佳情况树中，假设终点（负载）引脚在物理位置上和驱动是紧邻的。所以，到终点引脚是没有线电阻的。所有其他扇出引脚的线电容和引脚电容，依然作为驱动引脚的负载起作用。
• 2)平衡树(Balanced tree):在这种情况下，假设每个终点引脚都分别处在互连线的一部分上。每条到终点的线路都有等分的线电阻和线电容。
• 3)最差情况树(Worst-Case Tree):在这种情况下，假设所有的终点引脚都聚集在线的最远端。所以每个终点引脚都看到了总的线电阻和总的线电容。
  

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指定线负载模型(Specifying Wireload Models)

set_wire_load_model “wlm_cons” -library “lib_stdcell”
# Says to use the wireload model wlm_cons present in the
# cell library lib_stdcell.

   当线穿过层次边界(Hierarchical Boundary)时，可以基于不同的线负载模式（Wireload Mode),在每个层次边界使用不同的线负载模型。这些线负载模式有如下三种。

• i.top
• ii.enclosed
• iii.segmented

   线负载模式可以用命令set_wire_load_mode来指定，如下所示：

   在top线负载模式下，所有在这个层次的线继承顶层的线负载模型，也就是说，所有在低层次指定的线负载模型都会被忽略。所以，顶层线负载模型有最高优先级。如图4-10中所示的例子，在B1块中指定的线负载模型wlm_cons比在B2、B3和B4块中指定的线负载模型优先级高。

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   在enclosed线负载模式下，如果块完全包含了线，那该块的线负载模型将应用到整条线上。如图4-11中所示的例子，线NETQ完整包含在B2块中，所以B2块的线负载模型wlm、light将应用到整条线上。其他完整包含在B3块的线将应用wlm_aggr线负载模型，完整包含在B5块的线将应用wlm_typ线负载模型。

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   在segmented线负载模式下，线的每个片段将应用包含这个片段的块的线负载模型。线的每部分都使用该级别的恰当的线负载模型。在图4-12所示的例子中，线NETQ在3个块中都有片段。该线在B3块中的片段使用wlm_aggr线负载模型，该线在B4块中的片段使用wlm_typ线负载模型，该线在B2块中的片段使用wlm_light线负载模型。

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   通常线负载模型的选择是基于块的芯片面积。但是模型的选择可以由客户自行判断来更改。比如，可以为面积为0-400的块选择wlm_aggr线负载模型，为面积为400~1000的块选择wlm_typ线负载模型，为面积为1000或更高的块选择wlm_cons线负载模型。线负载模型通常定义在单元库，但是用户也可以自定义线负载模型。1个默认的线负载模型可以选择定义在单元库中，如下所示：

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   1个线负载模型选择组(Wireload Selection Group),是基于面积来选择线负载模型的，定义在单元库中。例子如下：

1个单元库可以包含多个这样的选择组(Selection Group)。在STA中具体使用哪个选择组，可以用以下命令来指定：

WLM 局限性

   线1和线2 扇出相同，但线长其实差距很大，这样线上延时和功耗差距其实很大，但是wire load model给出的结果却是相同的。

本节描述了在物理实现之前，也就是在预布局阶段，预估寄生参数的建模。

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DC

DC WLM（误差大）

• 综合人员可以通过命令set_wire_load_model命令明确声明了综合过程使用的线性负载模型，使用set_wire_load_mode 命令明确声明使用何种模式

• 如果综合人员没有声明，那么DC会到逻辑库中寻找，如果该逻辑库支持自动根据面积来选择线性负载模型，那么DC采用这种自动匹配方式 (可以通过设置变量auto_wire_load_selection值为false来关闭模型的自动选择功能），如果逻辑库不支持该方式，那么DC根据逻辑库中的默认参数default_wire_load_model和default_wire_load_mode来设置。

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DC 拓扑模式（Topographical mode）

• 为解决线负载模型这一弊端**（线1和线2 扇出相同，但线长其实差距很大）**，DC中可以启用topographic模式。主要流程如下，DC会对设计进行initial systhesis,得到初步的ddc文件后进行FloorPlan，由得根据器件位置得到大致的线负载模型。

• 目标就是在DC阶段就可以将时序预估的更加准确