Kontroll av designregel

I elektronisk designautomation är en designregel en geometrisk begränsning som läggs på kretskort , halvledarenhet och integrerade kretsar (IC) designers för att säkerställa att deras design fungerar korrekt, tillförlitligt och kan produceras med acceptabelt utbyte. Designregler för produktion utvecklas av processingenjörer baserat på deras processers förmåga att förverkliga designavsikten. Elektronisk designautomation används flitigt för att säkerställa att designers inte bryter mot designreglerna; en process som kallas designregelkontroll ( DRC ). DRC är ett viktigt steg under fysisk verifiering av designen, vilket också innefattar LVS-kontroller ( layout kontra schematiska ), XOR-kontroller, ERC ( elektriska regelkontroller ) och antennkontroller. Vikten av designregler och DRC är störst för ICs, som har mikro- eller nanoskala geometrier; för avancerade processer insisterar vissa fabriker också på användningen av mer begränsade regler för att förbättra avkastningen.

Designregler

De grundläggande DRC-kontrollerna - bredd, avstånd och inneslutning

Designregler är en serie parametrar som tillhandahålls av halvledartillverkare som gör det möjligt för designern att verifiera riktigheten av en maskuppsättning . Designregler är specifika för en viss tillverkningsprocess för halvledare. En designregeluppsättning specificerar vissa geometriska begränsningar och anslutningsbegränsningar för att säkerställa tillräckliga marginaler för att ta hänsyn till variabilitet i halvledartillverkningsprocesser, för att säkerställa att de flesta av delarna fungerar korrekt.

De mest grundläggande designreglerna visas i diagrammet till höger. De första är regler för ett lager. En breddregel anger minimibredden för alla former i designen. En mellanrumsregel anger det minsta avståndet mellan två intilliggande objekt. Dessa regler kommer att finnas för varje lager av halvledartillverkningsprocessen, där de lägsta lagren har de minsta reglerna (vanligtvis 100 nm från 2007) och de högsta metalllagren har större regler (kanske 400 nm från 2007).

En regel med två lager anger en relation som måste finnas mellan två lager. Till exempel kan en inneslutningsregel specificera att ett föremål av en typ, till exempel en kontakt eller via, måste täckas, med någon ytterligare marginal, av ett metallskikt. Ett typiskt värde från 2007 kan vara cirka 10 nm.

Det finns många andra regeltyper som inte illustreras här. En minimiarearegel är precis vad namnet antyder. Antennregler är komplexa regler som kontrollerar förhållandena mellan ytor i varje lager av ett nät för konfigurationer som kan resultera i problem när mellanliggande lager etsas. Många andra sådana regler finns och förklaras i detalj i den dokumentation som tillhandahålls av halvledartillverkaren.

Akademiska designregler specificeras ofta i termer av en skalbar parameter, λ , så att alla geometriska toleranser i en design kan definieras som heltalsmultiplar av λ . Detta förenklar migreringen av befintliga chiplayouter till nyare processer. Industriella regler är mer optimerade och endast ungefärlig enhetlig skalning. Designregeluppsättningar har blivit allt mer komplexa för varje efterföljande generation av halvledarprocesser. [ citat behövs ]

programvara

Huvudsyftet med designregelkontroll (DRC) är att uppnå en hög total avkastning och tillförlitlighet för designen. Om designreglerna överträds kanske designen inte fungerar. För att möta detta mål att förbättra stansutbytet har DRC utvecklats från enkla mätningar och booleska kontroller, till mer involverade regler som modifierar befintliga funktioner, infogar nya funktioner och kontrollerar hela designen för processbegränsningar såsom lagerdensitet. En färdig layout består inte bara av den geometriska representationen av designen, utan även data som ger stöd för tillverkningen av designen. Även om konstruktionsregelkontroller inte validerar att konstruktionen kommer att fungera korrekt, är de konstruerade för att verifiera att strukturen uppfyller processbegränsningarna för en given konstruktionstyp och processteknologi.

DRC-programvaran tar vanligtvis som indata en layout i GDSII -standardformatet och en lista med regler som är specifika för den halvledarprocess som valts för tillverkning. Från dessa producerar den en rapport om designregelöverträdelser som designern kan eller inte kan välja att korrigera. Att försiktigt "sträcka ut" eller avstå från vissa designregler används ofta för att öka prestanda och komponentdensitet på bekostnad av utbytet.

DRC-produkter definierar regler på ett språk för att beskriva de operationer som måste utföras i DRC. Till exempel använder Mentor Graphics Standard Verification Rule Format (SVRF) språk i sina DRC-regelfiler och Magma Design Automation använder Tcl -baserat språk. En uppsättning regler för en viss process kallas en run-set, regeldäck eller bara en kortlek.

DRC är en mycket beräkningsintensiv uppgift. Vanligtvis kommer DRC-kontroller att köras på varje undersektion av ASIC för att minimera antalet fel som upptäcks på toppnivån. Om de körs på en enda CPU kan kunder behöva vänta upp till en vecka för att få resultatet av en designregelkontroll för modern design. De flesta designföretag kräver att DRC körs på mindre än en dag för att uppnå rimliga cykeltider eftersom DRC sannolikt kommer att köras flera gånger innan designen är färdig. Med dagens processorkraft kan fullchip DRC köras på mycket kortare tider så snabbt som en timme beroende på chipets komplexitet och storlek.

Några exempel på DRC i IC-design inkluderar:

  • Aktivt till aktivt mellanrum
  • Väl till brunnsavstånd
  • Minsta kanallängd för transistorn
  • Minsta metallbredd
  • Metall till metall avstånd
  • Metallfyllningstäthet (för processer som använder CMP)
  • Polydensitet
  • ESD- och I/O-regler
  • Antenneffekt

Kommersiell

Viktiga produkter i DRC -området av EDA inkluderar:

Gratis mjukvara

  • Elektriskt VLSI Design System
  • KLayout
  • Magi
  • Alliance -- Ett gratis VLSI/CAD-system
  • Opencircuitdesign programvara:
  • Microwind -- Ett CAD-system för pedagogisk layout
  • Opensource 130nm CMOS PDK av Google och SkyWater tech. Gjuteri
  •   Electronic Design Automation For Integrated Circuits Handbook , av Lavagno, Martin och Scheffer, ISBN 0-8493-3096-3 En undersökning av fältet, från vilken en del av ovanstående sammanfattning härrör, med tillstånd.
Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Design_rule_checking&oldid=1117888935 "