8位risccore的数字自动布局布线实现与研究(附件)【字数：9282】
摘 要除了逻辑电路的设计，自动布局布线也是集成电路设计中的重要一环，自动布局布线结果的好坏会对芯片的可靠性和工作性能造成重大的影响。课题根据timing文件的约束，采用90nm工艺技术，编写脚本，对8位RISC core的自动布局布线进行研究。“RISC_CHIP”项目包含有2个Macro，22个时钟树信号源，22个Buf，130个Inv，980个组合单元等。版图中有6层金属层，总线长94793um，通孔11530个，设计面积124185um2。布局布线完成后进行RTL代码的验证，验证结果表明违规路径数目为0，基本达到了公司的设计要求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1集成电路的发展 1
1.2集成电路的基本分类 1
1.3RISC的应用领域 2
第二章 后端设计环境 4
2.1Verilog 4
2.1.1简介 4
2.1.2用途及特点 4
2.2Linux操作系统 4
2.2.1Linux的特点： 4
2.2.2Linux树形目录结构 5
2.2.3Linux的文件系统 5
2.2.4Linux中的文件类型 5
2.2.5命令重定向和管道 6
2.3 90nm SMIC工艺库 6
2.3.1 90nm SMIC工艺库的特点 6
2.3.2 90nm制造工艺对处理器性能的影响 7
第三章 工作原理 8
3.1后端的设计流程 9
3.2TCL 11
3.3RTL 12
3.4时钟树 13
第四章 设计流程 15
4.1布局规划 15
4.2布局 17
4.2.1装载时序约束文件 17
4.2.2时序设置 18
4.2.3布局选项设置 18
4.2.4预布局及时序分析 18
4.2.5布局及时序分析 18
4.2.6布局后的第一次优化及时序分析 19
4.3时钟树综合 20
4.3.1时钟树 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
选项设置 20
4.3.2时钟树综合 20
4.3.3时钟偏差、最小插入延时分析 21
4.3.4时序选项设置 21
4.3.5时序综合后的布局优化及时序分析 21
4.4布线 22
4.4.1装载天线效应约束文件 22
4.4.2分布式布线设置 22
4.4.3布线选项设置 22
4.4.4布线高级选项设置 22
第五章 结果分析 24
5.1静态时序timing 24
5.2布线完成后的验证report及结果分析 24
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
附录 30
附录A：布线前的RISC 30
附录B：布线后的RISC 31
附录C：布局布线结果report 32
绪论
集成电路属于微型电子器件。利用现代工艺，将电路的基础电子元件互连，制作在半导体晶片上，然后封装在管壳内，成为具有电路功能的微型结构[10]。现如今结构上的元件已组成整体，而且电子元件也是朝着轻便、智能、低耗和耐用等方向前进。“IC”表示集成电路的电路。现在大多数半导体产业使用的是以硅为基础的集成电路。
集成电路的重量小，引出线和焊接点数量少，使用寿命长，耐用性强，性能优异，同时它的成本很低，利于大规模生产。它不仅在日常生活所需的电子设备等方面有大规模引用，同时在军事等方面也有很大的发展用途。使用集成电路装配的电子设备，在配置密度上比晶体管高上百倍，其稳定时间也提供很多。
1.1集成电路的发展
集成电路从1947年发展至今经历5次重大革新，19471948晶体三极管的面世象征着晶体管时代来临；1950年结晶晶体管面世;1952年，“集成电路”的设想被提出;1958年，双极型晶体管集成路被制造出来，并于次年正式公布;1960年，第一块MOS集成电路进入人们的认知中。
1965年，“摩尔定律”被提出。从集成电路的发展开始至今，摩尔定律依旧是集成电路设计制造的基础理念。象征着IC水平的两个指标是集成规模和特征尺寸，现在一个芯片上可以制造百万个晶体管的完整的数字或数模混合电子体系，90nm工艺能够广泛生产。
随着技术领域的发展，集成电路芯片的需求和应用种类增加，同时人们对产品的整机性能要求日益提高。科技的进步与社会的发展同时推动的集成电路的更新换代，更多性价比更高的电路被设计出来。在需求和技术的双重刺激下，集成电路设计正在向集成系统的方面变化：微电子芯片同时具备信息的采集、传输、存储、处理等功能。另一方面，微电子技术与其他学科结合在一起，会诞生出一些新兴学科，MEMS技术和DNA生物芯片就是突出的例子。
1.2集成电路的基本分类
按功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路。
按制作工艺可分为半导体和膜集成电路。
集成电路按集成度高低的不同可分为：
SSIC 小规模集成电路
MSIC 中规模集成电路
LSIC 大规模集成电路
VLSIC 超大规模集成电路
ULSIC特大规模集成电路
按导电类型可分为双极型和单极型集成电路。
双极型电路制造工艺过程复杂，功耗大，有TTL、HTL、ECL等。
单极型电路制造工艺过程简单，功耗低，适合大规模工厂化制造，有CMOS、NMOS、PMOS。
目 录
第一章 绪论 1
1.1集成电路的发展 1
1.2集成电路的基本分类 1
1.3RISC的应用领域 2
第二章 后端设计环境 4
2.1Verilog 4
2.1.1简介 4
2.1.2用途及特点 4
2.2Linux操作系统 4
2.2.1Linux的特点： 4
2.2.2Linux树形目录结构 5
2.2.3Linux的文件系统 5
2.2.4Linux中的文件类型 5
2.2.5命令重定向和管道 6
2.3 90nm SMIC工艺库 6
2.3.1 90nm SMIC工艺库的特点 6
2.3.2 90nm制造工艺对处理器性能的影响 7
第三章 工作原理 8
3.1后端的设计流程 9
3.2TCL 11
3.3RTL 12
3.4时钟树 13
第四章 设计流程 15
4.1布局规划 15
4.2布局 17
4.2.1装载时序约束文件 17
4.2.2时序设置 18
4.2.3布局选项设置 18
4.2.4预布局及时序分析 18
4.2.5布局及时序分析 18
4.2.6布局后的第一次优化及时序分析 19
4.3时钟树综合 20
4.3.1时钟树 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
选项设置 20
4.3.2时钟树综合 20
4.3.3时钟偏差、最小插入延时分析 21
4.3.4时序选项设置 21
4.3.5时序综合后的布局优化及时序分析 21
4.4布线 22
4.4.1装载天线效应约束文件 22
4.4.2分布式布线设置 22
4.4.3布线选项设置 22
4.4.4布线高级选项设置 22
第五章 结果分析 24
5.1静态时序timing 24
5.2布线完成后的验证report及结果分析 24
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
附录 30
附录A：布线前的RISC 30
附录B：布线后的RISC 31
附录C：布局布线结果report 32
绪论
集成电路属于微型电子器件。利用现代工艺，将电路的基础电子元件互连，制作在半导体晶片上，然后封装在管壳内，成为具有电路功能的微型结构[10]。现如今结构上的元件已组成整体，而且电子元件也是朝着轻便、智能、低耗和耐用等方向前进。“IC”表示集成电路的电路。现在大多数半导体产业使用的是以硅为基础的集成电路。
集成电路的重量小，引出线和焊接点数量少，使用寿命长，耐用性强，性能优异，同时它的成本很低，利于大规模生产。它不仅在日常生活所需的电子设备等方面有大规模引用，同时在军事等方面也有很大的发展用途。使用集成电路装配的电子设备，在配置密度上比晶体管高上百倍，其稳定时间也提供很多。
1.1集成电路的发展
集成电路从1947年发展至今经历5次重大革新，19471948晶体三极管的面世象征着晶体管时代来临；1950年结晶晶体管面世;1952年，“集成电路”的设想被提出;1958年，双极型晶体管集成路被制造出来，并于次年正式公布;1960年，第一块MOS集成电路进入人们的认知中。
1965年，“摩尔定律”被提出。从集成电路的发展开始至今，摩尔定律依旧是集成电路设计制造的基础理念。象征着IC水平的两个指标是集成规模和特征尺寸，现在一个芯片上可以制造百万个晶体管的完整的数字或数模混合电子体系，90nm工艺能够广泛生产。
随着技术领域的发展，集成电路芯片的需求和应用种类增加，同时人们对产品的整机性能要求日益提高。科技的进步与社会的发展同时推动的集成电路的更新换代，更多性价比更高的电路被设计出来。在需求和技术的双重刺激下，集成电路设计正在向集成系统的方面变化：微电子芯片同时具备信息的采集、传输、存储、处理等功能。另一方面，微电子技术与其他学科结合在一起，会诞生出一些新兴学科，MEMS技术和DNA生物芯片就是突出的例子。
1.2集成电路的基本分类
按功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路。
按制作工艺可分为半导体和膜集成电路。
集成电路按集成度高低的不同可分为：
SSIC 小规模集成电路
MSIC 中规模集成电路
LSIC 大规模集成电路
VLSIC 超大规模集成电路
ULSIC特大规模集成电路
按导电类型可分为双极型和单极型集成电路。
双极型电路制造工艺过程复杂，功耗大，有TTL、HTL、ECL等。
单极型电路制造工艺过程简单，功耗低，适合大规模工厂化制造，有CMOS、NMOS、PMOS。
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