FPGA和其他可编程逻辑IC的不同之处.docx

FPGA是一种集成电路，包含许多（64至IOoOO多个）相同的逻辑单元，可以将它们视为标准组件。每个逻辑单元可以独立承担一组有限的个性中的任何一个。单个单元通过电线矩阵互连和可编程开关。通过为每个单元指定简单的逻辑功能并有选择地闭合互连矩阵中的开关来实现用户的设计，通过将这些基本模块组合以创建所需的电路来创建复杂的设计现场可编程意味着FPGA的功能由用户的程序定义取决于设备的具体情况，该程序会在电路板组装过程中永久或半永久性地“刻录”，或在每次开机时从外部存储器加载。可配置元素FPGA具有三个主要的可配置元素：可配置逻辑块（CLB）,输入/输出块和互连。CLB提供用于构建用户逻辑的功能元素。IOB提供封装引脚和内部信号线之间的接口。可编程互连资源提供路由路径，以将CLB和IoB的输入和输出连接到适当的网络。现场可编程门阵列（FPGA）提供了定制CMoSVLSI的优势，同时避免了传统掩膜门阵列的初始成本，时间延迟和固有风险。通过将配置数据加载到内部存储单元中来定制FPGA0复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）成为每个系统设计的关键部分。有许多具有不同架构/过程的不同FPGA。FPGA分类目前，在市场上可以买到的FPGA主要有四类：对称阵列，基于行，分层PLD和门海。在所有这些FPGA中，互连及其编程方式都不同。四种技术当前有四种技术正在使用中。它们是：静态RAM单元，反熔丝，EPROM晶体管和EEPROM晶体管。取决于应用，一种FPGA技术可能具有该应用所需的功能。Ol静态RAM技术在静态RAM中，FPGA可编程连接是使用通过晶体管，传输门或SRAM单元控制的多路复用器进行的。该技术允许快速在线重新配置。主要缺点是RAM技术所需的芯片尺寸以及需要从某个外部源（通常是外部非易失性存储芯片）将芯片配置加载到芯片上。FPGA可以从外部串行或字节并行PROM（主模式）中主动读取其配置数据，也可以将配置数据写入FPGA（从模式和外设模式）。FPGA可以被编程无数次。02防熔丝技术防熔丝处于高阻抗状态。并可以设置为低阻抗或“熔融”状态。该技术可用于编写比RAM技术便宜的设备。03EPROM技术此方法与EPROM存储器中使用的方法相同。无需外部配置存储即可存储编程。基于EPROM的可编程芯片无法在网上进行重新编程，需要通过UV擦除进行清除。04EEPROM技术此方法与EEPRoM存储器中使用的方法相同。无需外部配置存储即可存储编程。基于EEPROM的可编程芯片可以电擦除，但通常无法在线进行重新编程。FPGA的特点通信，计算和消费电子行业中的许多新兴应用都要求在系统制造后保持其功能灵活。为了应对不断变化的用户需求，系统功能的改进，不断变化的协议和数据编码标准，支持各种不同用户应用程序的需求等，需要这种灵活性。FPGA具有大量此类单元，可用作复杂数字电路中的构建块。自定义硬件从未如此轻松地开发。像微处理器一样，基于RAM的FPGA可以在几分之一秒内在电路中进行无限地重新编程。甚至可以针对现场产品进行设计修订，并且可以轻松快捷地实现。利用重新配置还可以减少硬件。尽管可重配置FPGA技术己经在商业上使用了十多年，但是能够支持可重配置系统设计的可用工具的数量仍然非常有限。许多这样的现有工具都基于常规的静态FPGA设计流程，并且需要专家技能和即兴创作才能产生可工作的可重配置系统。从理论上讲，FPGA结合了专用的，针对应用进行了优化的硬件的速度以及可以灵活地更改芯片资源分配的能力，因此同一系统可以运行针对每个应用进行了优化的许多应用。但是从历史上看，FPGA一直很难编程，以至于很难利用这些优势。能够支持可重配置系统设计的可用工具数量仍然非常有限。附参考资料：FPGA逻辑芯片介绍一、FPGA芯片基本情况(一)FPGA芯片介绍现场可编程门阵列(Field-PrOgrammableGateAlTay,FPGA),是基于通用逻辑电路阵列的集成电路芯片，和ASlC芯片不同，其最大的特点是芯片的具体功能在制造完成以后由用户配置决定，因此得名“现场可编程”。用户可通过配套的FPGA专用EDA软件实现具体功能，首先由专用EDA软件接受用硬件语言描述的用户电路，其次编译生成二进制位流数据，最后将位流下载到芯片中实现用户所需的功能。FPGA芯片由可编程的逻辑单元(LogicCell,LO输入输出单元(InputOutputBlock,IO)和开关连线阵列(SwitchBox,SB)三个部分构成。1.LC逻辑单元通过数据查找表(look-uptable,LUT)中存放的二进制数据来实现不同的电路功能。LUT的本质是一种静态随机存取存储器(StaticRandomAccessMemory,SRAM),其大小是由输入端的信号数量决定的，常用的查找表电路是四输入查找表(4-inputLUT,LUT4)、五输入查找表(5-inputLUT,LUT5)和六输入查找表(6-inputLUT,LUT6)0查找表输入端越多，可以实现的逻辑电路越复杂，因此逻辑容量越大，但是查找表的面积和输入端数量成指数关系，输入端数量增加一个，查找表使用的SRAM存储电路面积增加约一倍。不同的逻辑单元结构可以使用不同大小的杳找表，或者是不同查找表类型的组合。此外，逻辑单元内部还包含选择器、进位链和触发器等其他组件。为了提高芯片架构效率，若干逻辑单元可以进一步组成逻辑块(LogicBlock),逻辑块内部提供快速局部资源，从而形成层次化芯片架构。2.10&SB输入输出单元是芯片与外界电路的接口部分，用于实现不同条件下对输入/输出信号的驱动与匹配要求。开关阵列能够通过内部MOS管的开关控制信号连线的走向。FPGA芯片的逻辑容量规模由逻辑阵列的大小决定，通常以等效成LUT4的逻辑单元数进行统计。FPGA芯片结构输入输出单元（二）FPGA芯片概况FPGA芯片属于逻辑芯片大类。逻辑芯片按功能可分为四大类芯片：通用处理器芯片（包含中央处理芯片CPU、图形处理芯片GPU、数字信号处理芯片DSP等）、存储器芯片（Memory）,专用集成电路芯片（ASIC）和现场可编程逻辑阵列芯片（FPGA）。与其他三类集成电路相比，FPGA芯片的最大特点是现场可编程性。无论是CPU、GPU、DSP、Memory还是各类ASIC芯片，在芯片被制造完成之后，其芯片的功能就已被固定，用户无法对其硬件功能进行任何修改。而FPGA芯片在制造完成后，其功能并未固定，用户可以根据自己的实际需要，将自己设计的电路通过FPGA芯片公司提供的专用EDA软件对FPGA芯片进行功能配置，从而将空白的FPGA芯片转化为具有特定功能的集成电路芯片。每颗FPGA芯片均可以进行多次不同功能配置，从而实现不同的功能。因此，就FPGA芯片公司而言，不仅需要提供芯片，还需要提供FPGA专用EDA软件来对芯片进行配置。所以FPGA芯片公司不仅仅是集成电路设计企业，还必须是集成电路EDA软件企业。（三）技术指标FPGA是一种可以在硅片上预先设计的具有可编程性的半定制电路。重要指标有三个：工艺制程（nm）：直接影响芯片的功耗和性能，工艺尺寸越小，功耗越低，单位面积晶体管数量越多，成本越低。逻辑门：代表FPGA的可开发潜力，门级越大，可开发功能越多。SerDes速率：直接反映FPGA与外界联通能力，传输速率越快，实际性能越好。相比ASIC,FPGA芯片有以下特点：高算力：适应大规模并行计算FPGA是典型的硬件逻*串寄存器和片上内存属于各自的控制逻辑，无需通过指令译码、共享内存来通信，各硬件逻辑可同时并行工作，大幅提升数据处理效率，因此FPGA可以作为CPU的加速器运用于数据中心，帮助数据处理以及计算。无需流片：用量小时具有成本优势FPGA单片成本比ASIC高，但无需支付高额的流片费用，在小批量出货时，FPGA更具成本优势，适用于航天飞机、雷达等高价值、小批量国防安全专业设备领域；具有可编程性：产品上市周期短客户可以根据自身需求将FPGA变成特定产品，抢5G基站等技术迭代快、上市周期较快领域的首发。可以灵活修改：利于长期维护和升级ASIC的接口可能存在兼容方面或者维护方面的问题,而FPGA能够根据现场的情况或者改变做出适时的调整和修改，无需重新设计和费用投入。然而，与ASIC相比，FPGA芯片速度较慢，能耗更高。ASIC内部架构虽较为简单,不可以硬件编程，但在执行专门任务时效率最高；而FPGA为追求灵活性，牺牲了一定程度的处理效率，属于在灵活性和性能上取了平衡。因此，FPGA在大批量使用场景下成本太高，所以一般用于开发阶段，而当技术成熟需要大规模生产时逐渐转向ASICo二、应用领域FPGA芯片是通过现场编程实现任意电路功能的通用集成电路芯片，芯片出厂时没有特定的功能,通过FPGA专用EDA软件现场对硬件进行编程就可以实现具体用户需要的功能。FPGA芯片因为其现场可编程的灵活性和不断提升的电路性能，下游应用领域非常丰富，包括工业控制、网络通信、消费电子、数据中心、汽车电子、人工智能等领域，这些领域需求增长明确，发展空间广阔。在消费电子市场，FPGA起到简化外围电路设计的效用油于设备内部的信号协议不尽相同，传统的设计需要专用的接口芯片进行数据格式的转换。但是，如果单一设备需要的接口较多，终端设备便需要较多的外围芯片、其体积和功耗都较大，而FPGA芯片可以实现各种存储接口的控制、起到简化外围电路设计的效用。在汽车市场，FPGA芯片有效应对自动驾驶技术快速选代的需求:相较其他通用芯片方案，FPGA方案在辅助驾驶的视频分析功能中可采用超低延时精确算法对来自车辆摄像机的实时视频输入信号进行分析。并且，FPGA方案可以在不进行重新设计的提下实现重新编程以适应不断发展的算法，从而缩短整体方案的开发周期。FPGA芯片在工业领域应用非常广泛:随着智能化与自动化技术的发展，工业领域正逐渐从以人力资源为核心要素转向为以自动化为核心要素的智能化无人工厂。受益于业智能化、无人化的发展趋势，FPGA芯片高效能、实时性、高灵活性的特点使其大量应用在视频处理、图像处理、数控机床等领域。FPGA的高吐量和低延迟优势在人工智能领域前景广:人工智能算法的硬件芯片实现分为云侧处理和端侧处理。在云侧处理领域，依托高度灵活性及并行运算能，FPGA芯片可以做到真正的并行运算，且其可编程性又可实现灵活搭建数据处理流水线，较为适合人工智能的实时决策需求。在端侧处理领域，随着智能终端对实时响应和多样化应用的需求，越来越多的推断任务被转移到端侧来完成，FPGA芯片可实现快速推断决策的特点也使其可广泛应用于该领域。通信领域是FPGA芯片的最大市场:相较于其他类型芯片，FPGA芯片一方面依靠其运算速度可以有效满足通信领域高速的通信协议处理需求，另一方面又可依靠其灵活性以适应通信协议持续迭代的特点。此外，FPGA芯片对于复杂信号、多维信号的处理能力较强，可较好适应日益复杂的网络环境。基于以上特点，FPGA芯片己被大规模应用于通信领域。数据中心中FPGA具有性能均衡的优势:FPGA芯片在数据中心领域主要用于硬件加速,数据中心使用FPGA芯片代替传统的CPU方案后，处理其自定义算法时可实现显著的加速效果。相比于CPU,FPGA芯片由于其无指令、无需共享内存的体系结构，能够同时提供强大的计算能力和足够的灵活性;相比GPU,FPGA芯片在数据中心具有低延迟及高吞吐的优势;相比ASlC,FPGA芯片在性能、灵活性、同构性、成本和功耗等五个方面可以达到出色的平衡。三、行业发展情况FPGA芯片具有灵活性高、应用开发成本低、上市时间短等优势使其应用场景覆盖了包括工业控制、网络通信、消费电子、数据中心、汽车电子、人工智能等广泛的下游市场，根据FrOSt&Sullivan数据，从2016年的约43.4亿美元增长至2020年约60.8亿美元，年均更合增长率约为8.8%o未来，随着全球新一代通信设备部署以及人工智能与自动驾驶技术等新兴市场领域需求的不断增长，FPGA市场规模预计将持续提高，预计全球FPGA市场规模将从2021年的68.6亿美元增长至2025年的125.8亿美元，年均复合增长率约为16.4%。（一）工业行业工业领域是FPGA芯片的主要应用市场之一，Frost&Sullivan数据显示2020年应用于该领域的FPGA芯片中国市场销售额将达到47.4亿元，占中国FPGA芯片市场份额的31.5%,2021年至2025年年均复合增长率将达到16.1%。（一）网络通信行业网络通信领域是FPGA芯片的主要应用市场之一，Frost&Sullivan数据显示2020年应用于该领域的FPGA芯片中国销售额将达到62.1亿元，占中国FPGA芯片市场份额的41.3%,2021年至2025年年均复合增长率将达到17.5%。（三）消费电子行业消费电子是FPGA芯片的新兴应用市场之一，Frost&Sullivan数据显示2020年应用于该领域的FPGA芯片中国销售额将达到9.4亿元，占中国FPGA芯片市场份额的6.3%,2021年至2025年年均狂合增长率将达到13.0%。（四）数据中心行业数据中心是FPGA芯片的新兴应用市场之一，Frost&Sullivan数据显示2020年应用于该领域的FPGA芯片中国销售额将达到16.1亿元，占中国FPGA芯片市场份额的10.7%,2021年至2025年年均狂合增长率将达到16.6%。（五）汽车电子行业汽车电子是FPGA芯片的新兴应用市场之一，Frost&Sullivan数据显示2020年应用于该领域的FPGA芯片中国销售额将达到9.5亿元，占中国FPGA芯片市场份额的6.3%,2021年至2025年年均狂合增长率将达到22.7%o（六）人工智能行业人工智能是FPGA芯片的新兴应用市场之一，Frost&Sullivan数据显示2020年应用于该领域的FPGA芯片中国销售额将达到5.8亿元，占中国FPGA芯片市场份额的3.9%,2021年至2025年年均狂合增长率将达到16.9%。四、市场竞争格局全球FPGA市场，主要被海外企业垄断，CR4份额达97%,赛灵思、Altera遥遥领先。2019年赛灵思和Altera分别占据全球FPGA市场份额的52%和35%,遥遥领先；Lattice和Microsemi均占据5%的市场份额。由于技术壁垒高、更新换代速度快，全球FPGA市场高度集中，国内厂商占比较低。中国FPGA市场，国内企业有所突破，安路科技出货量达6%o2019年，以出货量统计，赛灵思、Altera.LattiCe和安路科技分别占据了中国FPGA市场36.6%、25.3%、23.2%和6.0%的份额;以销售额计，赛灵思、Altera>LattiCe和安路科技分别占据55.1%、36.0%、5.2%和0.9%的市场份额。尽管国外厂商占比仍然较高，但国内厂商有所突破。Ie设计基础笔记集成电路（IC）,也称为芯片，是由成千上万甚至数亿个晶体管、电阻和电容组成的电子电路，IC是一种非常紧凑的电路，一般是在硅片上制造，能够执行复杂的功能。硅片上通过半导体工艺制造的芯片我们之前学过，目前半导体材料应用最广的是硅，因为硅是一种半导体，能够通过掺杂或者某些工艺来控制它的导电性，而且硅的原材料就是沙子（二氧化硅），地球上储量非常丰富。硅片（圆片）：英文叫Wafer,一种半导体材料或将这种半导体材料沉积到衬底上面形成的薄片或扁平圆片，在它上面可同时制作出一个或若干个器件，然后将它分割成芯片。芯片：英文叫chip,从含有器件或电路阵列的晶片上分割的至少包含有一个电路的部分。注意die是指裸芯片，意思是没有经过封装的芯片。如下图所示，die经过半导体封装就变成了完成的芯片，芯片再和其他电子元件（电阻、电容、电感、分立器件等）组装成PCB板卡，PCB板卡再加上电源、其他模块、外观件等等就变成了整机了。晶圆上的芯片到封装再到PCB再到电子整机的过程设计、制造和测试芯片的过程是非常复:杂，需要专业的知识和技能，一般设计制造一款芯片需要几个月到1年的时间。IC设计工程师用EDA软件和IP设计和验证芯片，设计的过程可以简单看做是搭积木；FOUndry（晶圆代工厂）或者IDM（集成电路垂直整合制造商）负责制造芯片，封测厂负责对芯片进行封装和测试。集成电路产业链集成电路分类ASlC（专用集成电路）：为特定应用设计的IC称为ASIC。ASIC主要应用：路由器、交换机、调制解调器等。ASIC芯片的主要特点ASSP（ApplicationSpecificStandardPart）：为特定应用而设计但不是为系统或客户定制的IC称为ASSP。ASSP是一种AS【C,但可供多家公司使用°ASSP的特性类似于ASIC的特性。应用：以太网控制器、PClE控制器、USB接口等。SoC（片上系统）：集成了完整系统的IC称为SoCo它包含处理器、内存和外围设备以及软件。SoC的处理器可以是微处理器（Processor或MPU）.微控制器（Controlier或MCU）、数字信号处理器（DSP）或图形处理器。带有处理器的ASIC或ASSP是SoC,因此SoC的特性与ASIC或ASSP的特性相似。SoC应用：语音、视频和图像信号处理、无线通信、汽车等。FPGA（现场可编程门阵列）：FPGA是一种可编程ICo它具有可配置的逻辑块、可配置的输入输出块和可编程互连。FPGA的应用：原型ASICS或SoC、设备控制器、信号处理系统、图像处理系统等。FPGA的主要特点可编程SoC或SoCFPGA：集成了处理器和FPGA架构的IC称为可编程SoC或SoCFPGA,这还包括外设、片上存储器、FPGA式逻辑阵列和高速收发器。可编程SoC或SOCFPGA的应用：网络、航空航天、国防等。可编程SoC或SoCFPGA的主要特点微处理器(Processor或MPU)：仅包含处理器的IC称为微处理器。它不包含内存(RAM、ROM等)或任何其他外围设备°应用：手机、台式电脑、笔记本电脑、记事本、汽车、火车等。微处理器的主要特点微控制器(Controller或MCU)：包含处理器以及存储器(RAM、ROM等)和其他外围设备的IC称为微控制器。这是一个通用设备，需要针对应用程序进行编程。微控制器可用于各种行业产品。微控制器是SoC的缩小版本。微控制器应用：微波炉、洗衣机、DVD播放器、手机等。微控制器的主要特点数字IC设计流程1、确定项目需求一定芯片具幽8标6(2、系统取设计-用豕E模®B对售个0块建慎数字IC设计流程一个完整的数字IC设计周期G)3、前湍设计RTl设计、Rn仿亮、硬件原里蜥正电路综合系统规格(SyStemSPeeifiCatiOn)：这个相当于于芯片的性能参数，主要由芯片产品经理或者架构师根据客户的需求制定。系统规范是指定系统(IC)的功能规范(或要求)并定义其外部接口的过程。确定系统规格是IC设计流程中最基本和最重要的部分，规格可能包括所需的速度、功耗、目标成本、上市时间、所需的模块、时序限制。一款芯片能否畅销、是否符合市场需求，这块很关键。Number of sensing channelsSensor addressCounter clockMeasurement time Lower sensing limit Upper sensing limit Maximum resolution ENOB IC supply IC power dissipation IC dimensions Packaging举例，某个芯片IC的系统规格摘要646 bits400 MHz (100 MHz external clock × 4)15.6-156 s6 pF9.8 nF (for Is = 150 A)1 fF (for Is = 1 A)15 bits1.2 V (core)<5 mW4 mm × 2 mmCOFP 148 Dins架构设计：系统规范确定之后，我们就可以设计系统架构，包括自研或向ARM或者EDA软件公司购买知识产权(IP)块，以及自己定义软件接口、时序、性能、面积和功率限制。USBQSPIDMACRYPTOSCBUDBARM®TimersARM®Cortex®DebugCortex®M41 MB FLASHM0+IPCSystem288 MB SRAMOpampGPIOCapSensecTimerBLEGPIOMCU架构设计图架构验证(architectureverification)：构建硬件系统的软件版本的过程。这是使用C、C÷+或SystemC等高级语言从功能模型创建的，使用软件调试器评估整个系统的架构、性能和功率。形式验证(formalverification)：使用数学方法静态验证设计正确性的过程，而不使用任何激励或时序检查。一种称为属性检查的形式验证方法用于证明实现的系统模型满足设计要求(或规范)。在属性检查中，使用属性规范语言(如PSL和SVA)定义系统需求，并创建己实现系统的数学模型。使用模型检查器比较系统要求和数学模型，以确认系统满足要求。DesignSpeca->b;d->e-l:3«fflfig;req三>*0:$ackImplementation Design形式验证形式验证可分为三大类：等价性检查(EquivalenceChecking)形式模型检查(FormalModelChecking)(也被称作特性检查)和定理证明(TheOryProVer)。设计设计作品：在系统的架构设计和验证之后，下一步就是设计。这是使用硬件设计语言(HDL)(例如VHDL和Verilog)和/或原理图捕获来捕获完整系统设计的过程。该设计包含IC输入和输出引脚、IP块实例化、设计连接性、时钟和复位策略等的详细信息。功能仿真：使用EDA软件仿真器验证设计的功能行为的过程。我们在这里没有考虑电路的时序延迟，这里主要验证IC级连通性、IC级环境中的IP块(一般IP块是预先验证的)、端到端的功能路径、焊盘连通性、模块间交互、外部模块交互等。测试台是一组代码，用于检查RTL实现是否(或不)符合设计规范。它体现了有效和预期条件，以及无效和意外条件，以检查设计是否按预期运行。形式验证-等效性检查：使用数学方法静态验证设计正确性的过程，而不使用任何激励或时序检查。一种称为等效检查的形式验证方法用于通过将设计与黄金设计进行比较来找到设计的功能等效性。硅前验证：在将设计发送到制造之前在硬件中验证设计的过程。它验证高风险或新开发的IP,并节省重新开发IC的成本。可以使用仿真器或FPGA执行硅前验证。优点：与模拟环境相比非常快可以探测一组有限的内部信号以进行调试可以在流片之前验证软件和应用级场景不足：硬件很贵无法验证模拟IP块系统时钟速度比真实硅片上的慢需要多个硬件设置，尤其是在验证和软件团队分布在多个地理位置的情况下仿真：在称为仿真器的硬件设备上验证系统功能的过程。仿真器可以比仿真更快地运行非常大的IC设计，并且可以以不同的时钟速度同时运行许多IC设计。基于FPGA的原型设计：使用一个或多个FPGA验证系统功能的过程。FPGA原型设计遵循以下步骤：ASlCRTL(寄存器传输级)代码被转换为FPGARTL代码。它包括使用不同的存储器、移除模拟块、重写时钟方案等。如果完整的FPGARTL代码不适合单个FPGA,则代码将被划分为多个FPGAoFPGA工具用于综合和布局布线。将位文件下载到FPGA并验证设计。综合：在给定技术库和设计约束的情况下，将设计的RTL代码转换为优化的门级表示的过程。在合成中执行以下步骤：翻译：设计RTL代码被翻译成与技术无关的布尔方程。优化：优化布尔方程，去除任何冗余逻辑。技术映射：在设计约束和技术库的帮助下，将独立于技术的布尔方程映射到依赖于技术的逻辑门。静态时序分析(STA)：是在不提供任何激励的情况下验证设计时序特性的过程。STA快速且详尽，但它不检查设计的功能。电子装置由时钟信号驱动；因此，必须验证设计是否在指定的时钟频率下工作。STA在IC设计周期的各个阶段执行。测试设计(DFT)：制造IC的过程并非100%没有错误。因此，必须在设计中插入额外的逻辑，称为测试设计(DFT)逻辑，以帮助IC的后期生产测试以识别制造缺陷。制造IC时，首先在DFT逻辑的帮助下检查是否存在制造缺陷。如果没有制造缺陷，则检查IC的功能正确性。布局前模拟:在为物理布局发送门级网表之前,软件应用程序会验证其功能和时序行为。IC设计的布局物理布局：从IC的逻辑视图到物理视图的过渡。物理布局过程的输出是图形数据库系统(GDSII)文件，它是一种二进制文件格式，表示平面几何形状、文本标签和其他与物理布局相关的信息。物理布局中执行的步骤如下：布局规划：确定主要设计块，分配空间，使其符合时间、面积和性能标准。IP结构、纵横比和路由可能性也在此处确定。分区：将IC分成功能块，使布局和布线更容易。布局布线：设计块的布局和连接不会违反设计规则。时钟树综合：时钟均匀分布到设计中的所有顺序元件。布局后仿真：版图后仿真是在设计的物理版图建立后验证设计的过程。在布局后模拟中执行的检查如下：设计规则检查(DRC)：布局满足制造所需的一组规则电气规则检查(ERC)：布局满足一组电气设计规则布局与原理图(LVS)：布局在功能上与设计的网表相同集成电路制造：在布局后仿真之后，以GDSH文件的形式将布局网表提供给IC制造商(代工厂)。将GDSII文件提供给代工厂的过程称为流片。IC制造过程如下图所示：O维南'WQMFront End (FE)Back End (BE)IC制造流程(分为前段制造和后段制造)集成电路测试：】C制造并不是100%可靠，许多样品存在制造缺陷。一旦从代工厂收到IC,就会使用测试仪来筛选有缺陷的ICo测试仪向IC提供输入激励并验证输出。它还验证IC的电气和热特性并找到理想的工作条件。集成电路测试硅后验证：通过测试仪的样品在真实环境中进行验证。这称为硅后验证。在硅后验证中，使用计算机上的软件工具配置IC,并将测试代码下载到IC中。监控预期输出，并验证IC的所有特性。总结：实际上IC有多种类型，每种IC都具有一定的特性：可编程或不可编程、有无处理器、高速或低速、紧凑或笨重，在设计过程中需要考虑和取舍的地方非常多。IC设计是一个技术密集和资金密集的过程，需要借助EDA软件和【P供应商以及晶圆制造厂商才能完成芯片的设计和流片。