orcaip的数字逻辑综合实现与研究(附件)【字数：9905】
摘 要本课题通过使用Synopsys公司的Design Compiler(DC)软件进行ORCA IP的逻辑综合。采用SMIC的90nm工艺，从指定库，芯片工作环境设置，以及时序约束等方面编写DC的脚本，set time采用的是sc_max .db工艺（最坏）库，而在hold time采用的是sc_min.db（最好）库。Statget libraty库是sc_max.db，link_library库是sc_max .db；io_max.db；special_max.db；ram16*128_max.db；ram4*32_max.db；ram8*64_max.db；ram32*64_max.db，其中的symbol_library使用的是sc_max.sdb。在时序约束方面，课题设置的pclk（主时钟）周期是15ns，占空比是50%，其他时钟比如sys_clk的周期设置的是8ns，占空比是50%，sdr_clk时钟的周期是7.5ns，占空比是50%。项目在n6（nets）插入2buffer，SD_DDR_CLK多加了2ns的pre-CTS的延时。项目的网表和时序约束达到了公司的设计要求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1行业背景 1
1.2中国集成电路的困局 2
第二章 ASIC流程 3
2.1前端设计 3
2.1.1结构分析设计 3
2.1.2可测性设计 4
2.2后端设计 4
2.2.1自动布局布线 4
2.2.2设计规则（DRC）和版图电路图一致性检查（LVS） 5
第三章 ORCA IP的原理 6
3.1ORCA体系结构 6
3.2ORCA的结构 7
3.2.1计数器（pc） 8
3.2.2指令译码（decoder） 8
3.2.3堆栈指示器（sp） 9
第四章 ORCA IP逻辑综合 10
4.1项目使用的工具 10
4.2TCL脚本的编写 12
4.3DC实现逻辑综合 14
4.3.1读入文件 14
4.3.2配置的库 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
4.3.3实例唯一化 16
4.3.4设置ORCA IP的工作环境 17
4.3.5设置时钟约束 18
4.3.6逻辑综合 21
第五章 综合结果及其分析 24
5.1constraints 24
5.2网表 26
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附 录 32
附录A ORCA IP的电路级描述 32
附录B 库文件命令 34
附录C 设置变量 34
附录D 线路规则 35
附录E 设置时钟约束 35
第一章 绪论
1.1行业背景
中国现在的经济正处于升级的阶段，集成电路产业和汽车制造产业是经济升级阶段最大的两个领域。换个意思就是，中国要想实现打垮西方列强的目标，主要体现集成电路产业和汽车制造产业完成反超。在2018年到2028年这未来十年的时间里，中国要做好打持久战的心里准备，万一我们真的成功了，那时候我国才是真正意义上的科技超级大国。如果我们集成电路产业和汽车制造产业这两个领域没有掌握关键技术，那我们所谈的民族复兴就不复存在，即使在其他产业我们取得空前的成功，那也不是民族复兴。[12]
ICT领域中什么可以称的上灵魂的呢？毫无疑问那就是集成电路，集成电路是顶尖技术，是整个硬件行业的基础，如果我们在集成电路这一块领先世界水平，美国的地位就会受到猛烈的冲击，因为美国的核心领域之一就是集成电路。目前中国每年会从国外大量的进口工业产品，进口的产品中汽车及其汽车零部件每年超700亿美元，集成电路的工业产品每年进口超2200亿美元，这就是中国进口工业产品排名的前两名。集成电路进口更是把其他的进口产品甩的远远的，三倍于汽车及其汽车零部件工业产品。[3]
曾经中国的液晶面板每年进口也是500多亿美元，2013年的时候，我国进口的液晶面板这一种工业产品就有510多亿美元，但是在国家的大力发展下以京东方为首多个国产巨头陆续崛起，同时我国的国内国际市场不断的扩大的情况下，液晶面板这一种工业产品进口比率金额在持续的下降，在2016年液晶面板的进口金额是318亿美元，相比2013年减少了至少200亿美元。[4]就目前来说，国内的液晶面板厂家都在狂热的提高自己的利润以及所占的份额，这就让我们有足够的信心在未来的一段时间里，进口液晶面板的工业产品一定还会不断的下降，到那个时候我们唯一的竞争对手就只有韩国了。然而在集成电路进口工业产品在这几年的替代发展的如何，答案是不尽人意的。
世界的制造中心在中国，一些技术低端的消费电子品牌所拥有的份额有着逐渐的向中国品牌靠拢的现象，有了这一现象中国必然会在很长的一段时间进口集成电路工业产品，这是不可避免的。[5]如果我们达到《中国制造2025》说的中国在2020年的时候集成芯片自产自足的比率达到40%，中国在2025年的时候这个比率要达到50%这个恐怖的目标。[6]为什么恐怖呢？原因是这将表明中国这个时候集成电路产业规模一定要或者超过全世界规模的三分之一，换个说法就是中国这个时候集成电路整个产业总体产值是世界第一远超美国。然而就现在的产业结构来说美国肯定是在高端的，中国位于中低端。
中国只有第一梯队的海思，寒武纪等国产巨头芯片公司以及第二梯队的大唐和华为是商业化盈利的。虽然现在国产芯片公司盈利的比较少，但是这是中国集成电路产业必须走的道路。我们期待第三梯队的国产芯片公司赶紧成长起来，只有国产芯片公司他们成长起来才是这个行业的未来。如果中国现在集成电路设计确保每八年时间内增长2倍，这将是挑战美国集成电路产业地位的保障，韩国可能靠着存储芯片依然位列世界前茅。反观我国的紫光存储芯片和三星以及海力士技术的差距依然存在，显然这段时间内韩国的存储芯片依然独领风骚。
1.2中国集成电路的困局
中国目前现状来说高端通用芯片的自产自给率不到百分之一。我国的集成电路主要面临着三个主要的困局：技术、资金以及相关产业的人才。
技术而言，虽然欧美等国的集成电路技术很强，技术又不泄露，保护集成电路技术力度很强，但是算法现在不断的演变进化，一度程度上是制约了芯片的设计，因为芯片想发挥出效能算法起到了很大的作用。正是由于算法不断的演变进化，欧美强国想要把专利牢牢的握在手中形成壁垒不现实。我国缺少集成电路中的构架设计和底层操作系统的设计的能力，这使得我国的芯片开发者没有配套的开发工具以及操作系统，导致开发速度慢，处处受限于人。即便把芯片设计制造出来，由于没有与之配套的软件硬件系统，依然不会是购买的首选没有竞争力，处于尴尬的处境。
目 录
第一章 绪论 1
1.1行业背景 1
1.2中国集成电路的困局 2
第二章 ASIC流程 3
2.1前端设计 3
2.1.1结构分析设计 3
2.1.2可测性设计 4
2.2后端设计 4
2.2.1自动布局布线 4
2.2.2设计规则（DRC）和版图电路图一致性检查（LVS） 5
第三章 ORCA IP的原理 6
3.1ORCA体系结构 6
3.2ORCA的结构 7
3.2.1计数器（pc） 8
3.2.2指令译码（decoder） 8
3.2.3堆栈指示器（sp） 9
第四章 ORCA IP逻辑综合 10
4.1项目使用的工具 10
4.2TCL脚本的编写 12
4.3DC实现逻辑综合 14
4.3.1读入文件 14
4.3.2配置的库 15 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
4.3.3实例唯一化 16
4.3.4设置ORCA IP的工作环境 17
4.3.5设置时钟约束 18
4.3.6逻辑综合 21
第五章 综合结果及其分析 24
5.1constraints 24
5.2网表 26
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附 录 32
附录A ORCA IP的电路级描述 32
附录B 库文件命令 34
附录C 设置变量 34
附录D 线路规则 35
附录E 设置时钟约束 35
第一章 绪论
1.1行业背景
中国现在的经济正处于升级的阶段，集成电路产业和汽车制造产业是经济升级阶段最大的两个领域。换个意思就是，中国要想实现打垮西方列强的目标，主要体现集成电路产业和汽车制造产业完成反超。在2018年到2028年这未来十年的时间里，中国要做好打持久战的心里准备，万一我们真的成功了，那时候我国才是真正意义上的科技超级大国。如果我们集成电路产业和汽车制造产业这两个领域没有掌握关键技术，那我们所谈的民族复兴就不复存在，即使在其他产业我们取得空前的成功，那也不是民族复兴。[12]
ICT领域中什么可以称的上灵魂的呢？毫无疑问那就是集成电路，集成电路是顶尖技术，是整个硬件行业的基础，如果我们在集成电路这一块领先世界水平，美国的地位就会受到猛烈的冲击，因为美国的核心领域之一就是集成电路。目前中国每年会从国外大量的进口工业产品，进口的产品中汽车及其汽车零部件每年超700亿美元，集成电路的工业产品每年进口超2200亿美元，这就是中国进口工业产品排名的前两名。集成电路进口更是把其他的进口产品甩的远远的，三倍于汽车及其汽车零部件工业产品。[3]
曾经中国的液晶面板每年进口也是500多亿美元，2013年的时候，我国进口的液晶面板这一种工业产品就有510多亿美元，但是在国家的大力发展下以京东方为首多个国产巨头陆续崛起，同时我国的国内国际市场不断的扩大的情况下，液晶面板这一种工业产品进口比率金额在持续的下降，在2016年液晶面板的进口金额是318亿美元，相比2013年减少了至少200亿美元。[4]就目前来说，国内的液晶面板厂家都在狂热的提高自己的利润以及所占的份额，这就让我们有足够的信心在未来的一段时间里，进口液晶面板的工业产品一定还会不断的下降，到那个时候我们唯一的竞争对手就只有韩国了。然而在集成电路进口工业产品在这几年的替代发展的如何，答案是不尽人意的。
世界的制造中心在中国，一些技术低端的消费电子品牌所拥有的份额有着逐渐的向中国品牌靠拢的现象，有了这一现象中国必然会在很长的一段时间进口集成电路工业产品，这是不可避免的。[5]如果我们达到《中国制造2025》说的中国在2020年的时候集成芯片自产自足的比率达到40%，中国在2025年的时候这个比率要达到50%这个恐怖的目标。[6]为什么恐怖呢？原因是这将表明中国这个时候集成电路产业规模一定要或者超过全世界规模的三分之一，换个说法就是中国这个时候集成电路整个产业总体产值是世界第一远超美国。然而就现在的产业结构来说美国肯定是在高端的，中国位于中低端。
中国只有第一梯队的海思，寒武纪等国产巨头芯片公司以及第二梯队的大唐和华为是商业化盈利的。虽然现在国产芯片公司盈利的比较少，但是这是中国集成电路产业必须走的道路。我们期待第三梯队的国产芯片公司赶紧成长起来，只有国产芯片公司他们成长起来才是这个行业的未来。如果中国现在集成电路设计确保每八年时间内增长2倍，这将是挑战美国集成电路产业地位的保障，韩国可能靠着存储芯片依然位列世界前茅。反观我国的紫光存储芯片和三星以及海力士技术的差距依然存在，显然这段时间内韩国的存储芯片依然独领风骚。
1.2中国集成电路的困局
中国目前现状来说高端通用芯片的自产自给率不到百分之一。我国的集成电路主要面临着三个主要的困局：技术、资金以及相关产业的人才。
技术而言，虽然欧美等国的集成电路技术很强，技术又不泄露，保护集成电路技术力度很强，但是算法现在不断的演变进化，一度程度上是制约了芯片的设计，因为芯片想发挥出效能算法起到了很大的作用。正是由于算法不断的演变进化，欧美强国想要把专利牢牢的握在手中形成壁垒不现实。我国缺少集成电路中的构架设计和底层操作系统的设计的能力，这使得我国的芯片开发者没有配套的开发工具以及操作系统，导致开发速度慢，处处受限于人。即便把芯片设计制造出来，由于没有与之配套的软件硬件系统，依然不会是购买的首选没有竞争力，处于尴尬的处境。
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