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作者：David Abercrombie、張淑雯，Mentor Graphics公司 信不信由你，不用畫(huà)兩張圖形就能進(jìn)行雙重圖形IC設計！通常，DP是一個(gè)“雙色”的流程，設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?xún)煞N不同顏色區分）。但還有一種替代方案，被稱(chēng)為“無(wú)色”設計流程。無(wú)論選擇何種設計流程都需要進(jìn)行妥協(xié)，因此必須根據哪種流程對你的企業(yè)最有利、你的代工廠(chǎng)(foundry)會(huì )支持哪種流程來(lái)做出抉擇。 圖1是四種可能的DP設計流程。前3個(gè)流程是雙色流程，對任何要進(jìn)行雙重圖形成型的層，設計工程師都會(huì )提交兩張分開(kāi)的“彩色”版圖(layout)。第4個(gè)流程是“無(wú)色”流程，設計工程師僅提交一張版圖，由代工廠(chǎng)來(lái)執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(dòng)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，設計工程師手動(dòng)繪制兩張光罩層。分解的精確性是通過(guò)傳統的設計規則檢查（DRC）工具進(jìn)行驗證的，比如檢查光罩間的間隔約束。但是，設計工程師必須人工確定如何在兩張光罩中實(shí)現設計。手動(dòng)分解版圖會(huì )非常耗時(shí)和困難，而在大型區塊上是不可行的。所以其他流程更為常見(jiàn)。 在自動(dòng)化分解流程中，設計工程師繪制一個(gè)層即可。然后用一個(gè)專(zhuān)用EDA工具自動(dòng)將該層分解為兩張光罩，通過(guò)傳統DRC操作進(jìn)行檢查。也可以運行專(zhuān)門(mén)的“奇數回路（odd cycle）”DP檢查，幫助設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。 混合分解流程當然就是前兩種流程的混合。設計工程師可以手動(dòng)執行一部分分解，然后讓專(zhuān)用EDA工具自動(dòng)分解并檢查剩余的設計。這種流程常用于設計工程師將一個(gè)已經(jīng)分解的單元整合到一個(gè)未經(jīng)分解的新的版圖中的情況。 在無(wú)色流程中，設計工程師根本無(wú)需產(chǎn)生兩個(gè)光罩層，而是通過(guò)對專(zhuān)用EDA工具的專(zhuān)項奇數回路檢查，來(lái)確定無(wú)法以自動(dòng)方式正確分解的位置。如發(fā)現問(wèn)題就修改單個(gè)層，直至這些檢查都沒(méi)有問(wèn)題為止。在流片后代工廠(chǎng)將該版圖分解成兩層。 雖然無(wú)色流程不要求設計工程師分解光罩層工程，但在版圖中的一些特殊區域，設計工程師可能想要控制多邊形的著(zhù)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(jìn)行分解，以確保其性能匹配。在這些情況中，會(huì )采用“錨點(diǎn)”(anchor)標記，將這些特殊要求傳達給代工廠(chǎng)所使用的分解工具。這些錨點(diǎn)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(zhuān)用EDA工具會(huì )分解未分配的、受到指定多邊形影響的多邊形。 當然，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(zhù)色間隔約束，就無(wú)法分解。所使用的DP方法，影響著(zhù)可以完成的錯誤檢查的類(lèi)型。圖2顯示在一個(gè)雙色流程中無(wú)色檢查和傳統DRC檢查都報告出的奇數回路違例情況。無(wú)色流程中使用的專(zhuān)用DP檢查，顯示了接觸多邊形的錯誤的“環(huán)”(rings)和組成奇數回路的分隔符�；芈房赏ㄟ^(guò)在環(huán)中增加一個(gè)或更多分隔符來(lái)修正。換言之，一個(gè)奇數回路有多種可能的修正方法，設計工程師可以選擇最容易實(shí)現的方法。
圖2.由無(wú)色流程的專(zhuān)用奇數回路檢查或雙色流程的傳統DRC檢查所找出的DP錯誤。 在人工分解的實(shí)例中，設計工程師指定了多邊形的著(zhù)色。DRC檢查可標記出任一特定的、同一光罩上兩個(gè)多邊形距離過(guò)近之處。設計工程師可增加指定的間距、或改變其中一個(gè)多邊形的顏色，來(lái)修復錯誤。當然，改變顏色后，又可能在新著(zhù)色的多邊形和任一臨近的、現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(zhuān)用EDA工具來(lái)執行分解和檢查，讓設計工程師能使用環(huán)式錯誤標記來(lái)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(zhù)色選擇。 最后，沒(méi)有一個(gè)能解決所有問(wèn)題的通用方案。每一設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)習方式以及設計日程。建議設計公司團隊針對這些選擇與代工廠(chǎng)及EDA廠(chǎng)商進(jìn)行對話(huà)，從而了解他們支持哪些流程和工具有哪些功能。 |
