IC版图设计之LEF文件格式详解

最新推荐文章于 2025-05-15 10:12:25 发布

helloppc90

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分类专栏： EDA 开发相关文章标签： EDA IC设计 LEF

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IC版图设计之LEF文件格式详解

1. 文件定义

LEF（Library Exchange Format） 是集成电路设计流程中的一种标准文件格式，由Cadence公司提出并被业界广泛采用。它用于描述单元库（Standard Cell Library）的物理布局信息，包含金属层定义、单元边界、引脚位置、障碍区域等关键数据，是EDA工具间交换布局信息的重要载体。

2. 用途与场景

2.1 核心作用

布局布线（Place & Route）：为自动布局布线工具（如Innovus/ICC）提供单元物理约束
时序分析：通过引脚位置信息辅助计算走线延迟
物理验证：定义设计规则检查（DRC）的基础层信息
跨工具交互：实现不同EDA工具间的物理信息兼容

2.2 典型应用场景

数字芯片物理实现阶段
IP模块的物理抽象交付
多项目晶圆（MPW）的层定义共享

3. 文件结构解析

3.1 Technology LEF

VERSION 5.8;  
NAMESCASESENSITIVE ON;  
UNITS
  DATABASE MICRONS 1000;  # 定义单位精度

LAYER metal1  # 金属层定义
  TYPE ROUTING;
  DIRECTION HORIZONTAL; 
  PITCH 0.1;          # 布线间距
  WIDTH 0.05;         # 最小线宽
  SPACING 0.08;       # 最小间距规则
END metal1

VIA VIA12  # 通孔定义
  LAYER metal1, metal2;
  RECT -0.05 -0.05 0.05 0.05;
END VIA12

3.2 Cell LEF

MACRO AND2X1        # 两输入与门单元
  CLASS CORE;
  ORIGIN 0 0;
  SIZE 1.2 BY 2.5;  # 单元物理尺寸

  PIN A             # 输入引脚A
    DIRECTION INPUT;
    PORT
      LAYER metal1;
      RECT 0.1 0.2 0.3 0.4;  # 坐标范围
    END
  END A

  PIN Y             # 输出引脚Y
    DIRECTION OUTPUT;
    ANTENNAGATEAREA 0.8;  # 天线效应参数
  END Y
END AND2X1

4.对比其他文件格式

5. 关键差异说明

与GDSII对比：

LEF仅包含抽象布局信息，而GDSII包含完整的几何图形
LEF文件大小通常比GDSII小2个数量级
支持工艺节点参数化描述

与DEF对比：

LEF定义单元模板，DEF描述具体实例化
LEF不包含网表信息，DEF包含物理网表

特殊应用特性：

支持布线层方向性定义（Horizontal/Vertical）
可声明不可布线区域（OBS）
支持多工艺角参数描述

6. 开发注意事项

版本兼容性：不同EDA工具支持的LEF版本可能不同（建议使用5.8+）
层次化设计：分层管理Technology LEF和Cell LEF
工艺更新：当Foundry提供新PDK时需同步更新Technology LEF
单元验证：需通过LEFCHECK等工具进行语法检查