芯片Tapeout power signoff 之IR Drop Redhawk Ploc文件格式及其意义

数字IC后端工程师在芯片流程最后阶段都会使用redhawk或voltus进行设计的IR Drop功耗signoff分析。必须确保静态,动态ir drop都符合signoff标准。

在做redhawk ir drop分析前,我们需要提供一个redhawk ploc供电点坐标。

数字IC设计后端实现前期预防IR Drop的方法汇总

Redhawk Ploc文件格式:

POWER_PAD_NAME X Y Layer Power_NET

VDD_Digital_1 846.38575 304.14 M10 VDD

VDD_Digital_2 846.38575 559.14 M10 VDD

VSS_Digital_3 846.38575 814.14 M10 VDD

这个文件就是告诉redhawk,当前设计中的所有外部供电pad位置。芯片顶层的pad位置需要根据封装来定,子模块则可以根据顶层的供电pad来大概指定一些供电点位置。最终子模块还是需要挂到顶层来跑IR Drop。

以咱们社区低功耗四核A7 top训练营项目为例。下图中红色圈圈为VDD_CORE的power pad,黄色圈圈为VSS pad。整个CPU子系统的供电来自于IO Ring上的这四对power & ground pad。这些pad经过power mesh把电传输到我们设计中的cortexa7core,memory以及core标准单元区域,从而确保所有device都能供上电。

由于power mesh是由metal和via组成的,它们有一定的电阻。所以如果设计中一个cell离供电点pad很远,那么这条供电路径的电阻就会比较大,从而ir drop就会比较大(欧姆定律)。

所以,在跑IR drop时供电点的设计和选取非常关键。供电点越充足,ir drop就越好。同时还要避免出现某些区域离供电点过远的情况。

【思考题】当前这个设计中,哪个位置的IR Drop可能会是最差的(根据当前指定的power pad情况)?

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