后端流程之布局——Floorplanning

引言

布局工具会在芯片上划出功能块、确定功能块之间的连接关系、确定 I/O 压焊块的位置、确定芯片大小，并反馈给设计者当下的布局在进行布线时的难易程度。比如一个大的数字芯片，可能会包含微处理器单元（MPU）、浮点单元（FPU）、RAM 块和 ROM 块等。对于 Floorplan 而言，人们更倾向于靠自己的经验去摆放这些 Macro，摆放它们时不仅要考虑面积、互联线长等传统问题，还需要考虑 Place 阶段 Macro 的摆放对于 Place 的影响，有时还要考虑供电和接地结构。总之一个好的布局会带来芯片性能的提升和面积的优化。
通常布局工具会显示从每一个模块连至 I/O 压焊块和其他模块的所有导线，称之为飞线（flightline）。飞线的连接情况是帮助我们布局的重要参考。

给定一个布局方案，可以衡量导线长度、数据流方向，也可以衡量 Macro、端口可访问性和相关时序（布局阶段延迟预估）。

初始化

在使用导入的网表和相应的库和工艺文件创建物理数据库后，第一步是确定 ASIC core 的宽度和高度。此外，还会创建标准单元行和 I/O 压焊块位置。
行的高度等于库中标准单元格的高度。如果库中有任何多个高度标准单元，它们将占用多行。
一般行是相互毗邻摆放的，如果布线拥塞也可以在行之间加入布线通道。

压焊块摆放

作为连接芯片内部信号与封装管脚的桥梁，I/O 单元的分配要综合考虑印制板走线、封装形式、供电情况以及内部模块结构，从而保证信号从芯片内部传递到外部时其路径最短，同时要求从 I/O 单元关键引线到封装点时，避免信号交叉，方便封装基板的制作，减少基板上的走线层数，从而降低封装的成本。当芯片为通用芯片时，需要参考现有的类似芯片的封装形式，从而方便产品的应用，如果芯片是专用于某个设计，则芯片的封装可以以印制板走线为基础，从而确定 I/O 单元的位置。
对于给定的 ASIC 设计，有三种类型的 I/O 焊盘：电源、接地和信号。细分为：数字输入单元、数字输出单元、数字双向输入输出单元、静电保护单元、给 I/O 接口单元供电的单