数字IC后端实现之Innovus中各种cell名字前缀物理含义

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今天给大家分享下Innovus中各种常见cell命名规则及其物理含义。知道这些信息后，后续我们在debug后端项目问题时就可以更高效地定位到具体问题。做为数字IC后端工程师，我们应该做到对时序路径timing path的每颗buffer，inverter的作用用途非常清楚！

数字IC后端培训教程之数字后端项目典型案例分析

Innovus中cell的命名规则主要有以下几种：

1）buf_dummy__

这类buffer是工具为了解决设计中的assign语句而加入的buffer。

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2）FE_FEEDX_BUF

这个是使用addBufferForFeedthrough或insertPtnFeedthrough给FeedThough添加的buffer。FeedThrough buffer对应的net名字一般是FE_FEEDX_NET。

3）spr_gate

对于老一点的工艺，我们会在place阶段通过placeSpareModule来给设计添加后续postMask ECO要用的spare cell。加入进来的spare cell名字会带上spr_gate关键词。

一般spare cell添加完成后，我们会把这类cell fixed住，避免工具在后续流程对它们进行位置调整。

4）FE_ECOC

当我们使用ecoAddRepeater命令来修复长线或高fanout带来的transition violation时，工具默认插入的buffer或inverter名字就会带上ECOC这样的关键词。

如果想指定插入buffer或inverter名字，我们可以通过下面的命令来实现。

setEcoMode -prefixName

5）FE_OCPC

工具做optDesign时序优化阶段在时序关键路径上添加的instance名字前缀。

6）FE_OFC

这类前缀名字的buffer是工具为了修复timing drv而插入的。
如果一条timing path中出现了比较多的FE_OFC的buffer和inverter cell，即便这条timing path的Slack是正的，这条路径也是极度不合理的，我们都应该想办法做优化，否则设计的面积，功耗都会偏大！

下图所示为咱们社区训练营项目的一个典型案例。PT中检查到这条时序路径是WNS最差的，但逻辑关键路径就不应该出现在这个地方！

timing path时序报告合理性分析
数字后端timing path逻辑深度优化

7）FE_PSBC

这类cell是工具在postRoute阶段做时序优化引入的buffer和inverter，这些cell对应的net名字会带上FE_PSBN，这里的N即Net的缩写。
出现这种情况一般是route阶段出现了routing detour。具体可以看看咱们这个案例innovus中展示的这条timing path。

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8）FE_PHC

这类cell相信只要做过后端的人都知道这类cell就是工具插入的hold buffer。那为什么要关注这类cell呢？

以咱们社区T12nm A55项目为例，下图所示为postCTS后的高亮的PHC hold buffer图。通过高亮我们可以很清晰看到工具为了修hold violation到底插了多少hold buffer以及这些hold buffer都插在什么样的位置了。

PHC hold buffer合理性分析
在这里插入图片描述
数字IC后端教程之Innovus hold violation几大典型问题

很显然从这个高亮图我们就知道当前工具修hold violation的效果我们是不满意的，必须重新做优化！

一般hold buffer插入太多主要有以下几方面原因：

data path太短
clock skew太大
clock tree长度太长
hold的clock uncertainty ，ocv derating 等margin预留太大
异步时钟之间的路径当做同步处理了
采用分段长clock tree策略，但遗漏了部分clock tree

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9）FE_USKC

这类cell只会出现在clock path上，而且只有当我们使用useful skew技术后！本质是工具在优化data path的同时会自动帮助我们调clock tree来进一步优化时序！

默认情况工具会根据时序的需求把它认为该调整的clock tree长度都调整一遍，而且调tree的范围不受限制，即有的sink点的tree长度可能会被拖长若干ns。

很显然这种操作对于我们的hold，clock tree功耗都是极度不利的。因为我们在PR flow中一定要限制useful skew可以使用的范围，一般尽量控制在100ps内！

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10） antenna

我们知道innovus在route阶段是支持通过让工具插天线二极管antenna diode来自动修复antenna violation的。工具插入的这些antenna diode名字会带上antenna的关键词。

setNanoRouteMode -quiet -drouteFixAntenna  true
setNanoRouteMode -quiet -routeInsertAntennaDiode true
setNanoRouteMode -quiet -routeAntennaCellName "ANTENNABWP16P90CPD"

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