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作者：David Abercrombie、張淑雯，Mentor Graphics公司 信不信由你，不用畫兩張圖形就能進行雙重圖形IC設(shè)計！通常，DP是一個“雙色”的流程，設(shè)計工程師從若干分解選擇中選出一種，流片（tape out）兩張光罩（以兩種不同顏色區(qū)分）。但還有一種替代方案，被稱為“無色”設(shè)計流程。無論選擇何種設(shè)計流程都需要進行妥協(xié)，因此必須根據(jù)哪種流程對你的企業(yè)最有利、你的代工廠(foundry)會支持哪種流程來做出抉擇。 圖1是四種可能的DP設(shè)計流程。前3個流程是雙色流程，對任何要進行雙重圖形成型的層，設(shè)計工程師都會提交兩張分開的“彩色”版圖(layout)。第4個流程是“無色”流程，設(shè)計工程師僅提交一張版圖，由代工廠來執(zhí)行分解為兩層的工作。三種雙色流程之間的差別，在于建立這些分解層所涉及的自動化程度的不同。 
圖1.不同雙重圖形成型分解方法流程圖。 在人工分解流程，設(shè)計工程師手動繪制兩張光罩層。分解的精確性是通過傳統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則檢查（DRC）工具進行驗證的，比如檢查光罩間的間隔約束。但是，設(shè)計工程師必須人工確定如何在兩張光罩中實現(xiàn)設(shè)計。手動分解版圖會非常耗時和困難，而在大型區(qū)塊上是不可行的。所以其他流程更為常見。 在自動化分解流程中，設(shè)計工程師繪制一個層即可。然后用一個專用EDA工具自動將該層分解為兩張光罩，通過傳統(tǒng)DRC操作進行檢查。也可以運行專門的“奇數(shù)回路（odd cycle）”DP檢查，幫助設(shè)計工程師更好地理解造成任何分解錯誤的整套多邊形交互作用。 混合分解流程當(dāng)然就是前兩種流程的混合。設(shè)計工程師可以手動執(zhí)行一部分分解，然后讓專用EDA工具自動分解并檢查剩余的設(shè)計。這種流程常用于設(shè)計工程師將一個已經(jīng)分解的單元整合到一個未經(jīng)分解的新的版圖中的情況。 在無色流程中，設(shè)計工程師根本無需產(chǎn)生兩個光罩層，而是通過對專用EDA工具的專項奇數(shù)回路檢查，來確定無法以自動方式正確分解的位置。如發(fā)現(xiàn)問題就修改單個層，直至這些檢查都沒有問題為止。在流片后代工廠將該版圖分解成兩層。 雖然無色流程不要求設(shè)計工程師分解光罩層工程，但在版圖中的一些特殊區(qū)域，設(shè)計工程師可能想要控制多邊形的著色。比如，在特定光罩上放置電源和接地軌(ground rails)可能是很重要的，或者在模擬電路中，“匹配”的器件可能需要以相同的方式進行分解，以確保其性能匹配。在這些情況中，會采用“錨點”(anchor)標記，將這些特殊要求傳達給代工廠所使用的分解工具。這些錨點通常被指定為放置在“網(wǎng)布”(fabric)多邊形上的層標記，從而將它們分配給特定光罩層。然后專用EDA工具會分解未分配的、受到指定多邊形影響的多邊形。 當(dāng)然，分解并非總是一帆風(fēng)順的。也可能在版圖中有某些情形，如果不違反著色間隔約束，就無法分解。所使用的DP方法，影響著可以完成的錯誤檢查的類型。圖2顯示在一個雙色流程中無色檢查和傳統(tǒng)DRC檢查都報告出的奇數(shù)回路違例情況。無色流程中使用的專用DP檢查，顯示了接觸多邊形的錯誤的“環(huán)”(rings)和組成奇數(shù)回路的分隔符。回路可通過在環(huán)中增加一個或更多分隔符來修正。換言之，一個奇數(shù)回路有多種可能的修正方法，設(shè)計工程師可以選擇最容易實現(xiàn)的方法。
圖2.由無色流程的專用奇數(shù)回路檢查或雙色流程的傳統(tǒng)DRC檢查所找出的DP錯誤。 在人工分解的實例中，設(shè)計工程師指定了多邊形的著色。DRC檢查可標記出任一特定的、同一光罩上兩個多邊形距離過近之處。設(shè)計工程師可增加指定的間距、或改變其中一個多邊形的顏色，來修復(fù)錯誤。當(dāng)然，改變顏色后，又可能在新著色的多邊形和任一臨近的、現(xiàn)在是相同顏色的多邊形之間造成新的錯誤。 在雙色流程里使用專用EDA工具來執(zhí)行分解和檢查，讓設(shè)計工程師能使用環(huán)式錯誤標記來找出全部互相影響的多邊形，并且更快、更高效地確定合法的著色選擇。 最后，沒有一個能解決所有問題的通用方案。每一設(shè)計團隊都必須研究所有可用的選擇，從而決定采用何種妥協(xié)方式去優(yōu)化學(xué)習(xí)方式以及設(shè)計日程。建議設(shè)計公司團隊針對這些選擇與代工廠及EDA廠商進行對話，從而了解他們支持哪些流程和工具有哪些功能。 |
