富满微的 ASIC 芯片定制流程通常包括以下几个阶段:
- 需求分析与规格制定:与客户深入沟通,明确芯片的具体应用场景、功能要求、性能指标(如速度、功耗等)、接口定义以及物理实现相关要求(如制作工艺、裸片面积、封装形式)等,形成详细的规格说明书,为后续设计提供指导。
- 架构设计:根据规格要求,设计芯片的整体架构,包括确定各个功能模块的划分、模块之间的连接方式和数据传输路径等,有时还会深入到微架构层面,以确保芯片能够高效地实现所需功能。
- RTL 设计:工程师使用硬件描述语言(如 Verilog 或 VHDL)编写寄存器传输级(RTL)代码,对芯片的逻辑功能和时序行为进行具体描述,将架构设计转化为可实现的代码形式。
- 功能验证:通过模拟、功能仿真和形式验证等方法,对 RTL 代码进行验证,检查设计是否实现了规格中要求的功能,确保代码的正确性和稳定性。常用的验证工具有 Mentor 公司的 Modelsim、Synopsys 的 VCS 等。
- 逻辑综合:将 RTL 代码转换成门级网表,这一过程需要指定特定的综合库,并添加约束文件(如时钟定义、IO 延迟定义等),综合工具会根据约束条件对代码进行优化,生成由各种逻辑门和连线组成的门级网表。
- 逻辑等效性检查:确认综合生成的门级网表与原始 RTL 代码在逻辑功能上是一致的,以保证在逻辑综合过程中没有改变原先 RTL 描述的电路功能。
- 门级仿真:对门级网表进行仿真,再次验证综合后的设计是否符合功能要求,检查逻辑门的延迟、信号的传输等是否满足设计规范。
- 可测试性设计(DFT):在芯片中加入专用的测试结构,如扫描链等,以便在芯片制造完成后能够进行有效的测试,提高芯片的可测试性和良率。
- 分区与平面规划:将芯片设计分成不同的区域,进行布局规划,确定各个模块(如处理器、内存等)在芯片中的位置,同时考虑电源、地线的分布以及信号的布线通道等,以优化芯片的性能和面积利用率。
- 时钟树综合:布置时钟网络,确保所有触发器能够同步工作,并进行时序分析,验证时钟分布的准确性,使时钟信号能够均匀、稳定地传输到各个模块,减少时钟偏差和抖动。
- 布线:使用布线工具将所有标准单元用导线连接起来,完成整个芯片的布线工作,包括电源线、地线和信号线的布线,同时要满足设计规则和电气性能要求,如避免信号干扰、减少传输延迟等。
- 静态时序分析(STA):在布线完成后,进行全面的时序分析,检查设计是否满足时序要求,包括检查各个路径上的信号延迟、建立时间和保持时间等是否符合规定,如有不满足的情况,则需要对设计进行调整和优化。
- 物理验证:执行设计规则检查(DRC)、布局与原理图一致性检查(LVS)和电气规则检查(ERC)等,确保芯片的版图设计符合代工厂的制造标准,没有违反设计规则和电气规范,保证芯片能够正确制造。
- GDSII 生成:将经过验证的芯片设计转换为 GDSII 格式文件,该文件包含了层次化的芯片制造信息,如芯片的版图、工艺层等,是交付给代工厂进行芯片制造的标准文件。
- 制造与封装测试:代工厂根据 GDSII 文件进行晶圆制造,制造完成后进行芯片封装,将芯片安装在特定的封装外壳中,以提高散热性能和机械强度,并方便与外部电路连接。封装完成后,对芯片进行全面的功能测试、性能测试和可靠性测试,确保芯片符合设计规范和客户要求。
- 产品交付与售后支持:经过测试合格的芯片交付给客户,同时富满微还会为客户提供售后支持,包括协助客户进行芯片的应用开发、解决在使用过程中出现的问题等。