芯片设计入行必备知识清单

例如代码实现、验证工作、后端实现、以及实际需求的各方面，并不是简单修改就算完成了。全局思维的要求我们在做一项改动之前考虑到可能涉及的方方面面，更快的完成工作，不做无用功。

如果缺少全局思维，经常会导致遗漏、返工，甚至出现功能故障，以至于需要重新流片。

本文给大家介绍了一些IC设计技术的全流程，帮助大家了解IC设计全流程。

——建立IC设计技术全局观

建立IC设计技术全局观念，了解如何设计IC的流程，可以更好的定位自己的工作，也可以帮助我们更好的入门。

1、IC的定义

IC (Integrated Circuit)——集成电路

ASIC (Application Specific Integrated Circuit)——专用集成电路

SoC (System On Chip)——片上系统

FPGA (Field Programmable Gate Array)——现场可编程门阵列

CPLD (Complex Programmable Logic Device)——复杂可编程逻辑器件

2、集成电路和集成电路设计概念

集成电路：把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上，整个电路就在这个芯片上，把这个芯片放到腔体中进行封装，电路与外部的连接靠引脚完成。

集成电路设计：根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期，以保证全局优化，设计出满足要求的集成电路。

集成电路设计输出：最终输出是掩膜版图GDS数据，通过制版和工艺流片可以得到所需的集成电路。设计与加工之间的接口是版图数据。

3、微电子技术飞速发展与摩尔定律

自从芯片诞生以来，芯片的发展基本上遵循了英特尔公司创始人之一的Gordon E. Moore 1965年预言的摩尔定律。该定律说： 当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。

芯片设计是集成电路产业链中的关键环节，是连接市场需求和芯片加工的重要桥梁，是表现芯片创意、知识产权与专利的重要载体。设计的本质是创新，芯片加工工艺存在着物理限制的可能，而芯片设计则可以在不同层次的加工舞台上发挥无尽的创造活力，从这个意义上说，忽略设计，就忽略了明天，掌握了设计，就掌握了未来。

4、集成电路设计过程和方法

集成电路的设计过程:设计创意+仿真验证

5、芯片分层分级设计

系统级

算法级

寄存器传输级(RTL)

门级

电路(开关)级

物理级

6、芯片设计规模和加工工艺节点

设计规模：一般以等效逻辑门来计算，一个二输入与非门算1个门，一个触发器等效6个门，现在SoC都在100万门- 1000万门级别。

工艺节点：一般以MOS晶体管沟通长度的特征值来表征工艺节点，如0.18um、0.13um、90nm、65nm、

40nm、28nm，为了降低成本，缩小芯片面积，还会有0.162um、0.11um、55nm等半工艺节点，它是通过 光学的处理方法把版图数据X、Y方向各缩小10%，达到面积缩小20%。

7、集成电路设计与制造全过程中的主要流程框架

8、芯片设计前端流程图

9、SoC芯片结构

10、基于Verilog硬件描述语言的前端设计

硬件描述语言优点

(1)用软件描述语言的方式表达硬件，容易理解

(2)高效成熟的设计流程支持，缩短芯片开发时间

(3)世界通用的标准设计语言，设计重用性好

(4)功能验证速度快

11、ASIC设计流程

ASIC项目的主要步骤包括：

预研阶段;

顶层设计阶段;

模块级设计阶段;

模块实现阶段;

子系统仿真阶段;

系统仿真，综合和版图设计前门级仿真阶段;

后端版面设计阶段;

测试向量准备阶段;

后端仿真阶段;

生产签字;

硅片测试阶段。

12、IC设计的一般步骤

结构及电学特性编码

HDL中的RTL编码

为包含存储单元的设计插入DFT memory BIST

为了验证设计功能，进行详尽的动态仿真

实际环境设置，包括将使用的工艺库及其他环境属性

使用Design Compiler工具对具有扫描插入的设计进行

约束和综合设计

使用Design Compiler的内建静态时序分析机进行模块级静态时序分

析

设计的形式验证，使用Formality将TRL和综合后的网表进行对比

使用PrimeTime进行整个设计布图前的静态时序分析

结构规范定义了芯片的功能并划分为一些能够处理的模块，电学特性

13、规范通过时序信息定义模块之间的关系

结构规范定义了芯片的功能并划分为一些能够处理的模块，电学特性规范通过时序信息定义模块之间的关系

设计可用三个抽象层次来表示：行为级，寄存器传输级RTL和结构级。

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