靜態(tài)時序分析(Static Timing Analysis,STA)是大規(guī)模集成電路設(shè)計中非常重要的一環(huán),它能驗證設(shè)計在時序上的正確性,并決定芯片是否能在要求的頻率下正常工作。由于片上偏差的存在,芯片中器件的制造情況和實際的工作環(huán)境相對于仿真時序庫有所偏離,對芯片的靜態(tài)時序分析造成了較大的影響。所以,如何基于芯片的具體情況,研究快速精確的時序分析方法,對芯片的后端設(shè)計至關(guān)重要。本文基于16nm工藝下圖形處理器(Graphics Processing Unit,GPU)后端物理設(shè)計中的靜態(tài)時序分析需求,使用EDA工具Innovus和PrimeTime,考慮片上偏差對靜態(tài)時序分析的影響,研究工程上不同時序分析方法在GPU芯片中的實現(xiàn)方式,并對比時序分析結(jié)果,最終實現(xiàn)了GPU后端設(shè)計中高精度、高收斂速度的靜態(tài)時序分析。本文首先在GPU中采用芯片變化相關(guān)的靜態(tài)時序分析方法,相比傳統(tǒng)最好最差方法實現(xiàn)了GPU芯片中片上偏差影響的計算。然后,為了優(yōu)化芯片變化相關(guān)方法的時序收斂速度,研究并應(yīng)用了高階片上偏差分析方法。最后,為了進(jìn)一步提高靜態(tài)時序分析的精確度和速度,對16nm工藝下新提出的統(tǒng)計學(xué)片上偏差...

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 靜態(tài)時序分析與偏差基本理論
    2.1 靜態(tài)時序分析基本理論
        2.1.1 時序模型分析
        2.1.2 時序庫分析
        2.1.3 時序違例檢查原理
        2.1.4 GPU芯片基于時序收斂的物理設(shè)計流程
    2.2 偏差基本理論
        2.2.1 PVT條件
        2.2.2 偏差來源分析
        2.2.3 片上偏差分析的基本原理
        2.2.4 多工藝角分析方法
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于芯片變化相關(guān)方法的靜態(tài)時序分析
    3.1 GPU芯片的時序分析需求簡述
        3.1.1 GPU芯片簡述
        3.1.2 時序分析需求及判斷指標(biāo)
    3.2 芯片變化相關(guān)方法在GPU中的應(yīng)用實現(xiàn)
    3.3 芯片變化相關(guān)方法的時序結(jié)果分析
    3.4 芯片變化相關(guān)方法在GPU中的局限性分析
        3.4.1 GPU中長時序路徑結(jié)果分析
        3.4.2 GPU電壓降與偏差系數(shù)的分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于高階片上偏差方法的靜態(tài)時序分析
    4.1 高階片上偏差方法的時序庫建立
    4.2 高階片上偏差方法在GPU中的應(yīng)用實現(xiàn)
    4.3 高階片上偏差方法的時序結(jié)果分析
    4.4 高階片上偏差方法在GPU中的局限性分析
        4.4.1 GPU時鐘樹綜合的影響分析
        4.4.2 時序減免系數(shù)分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于統(tǒng)計學(xué)片上偏差方法的靜態(tài)時序分析
    5.1 統(tǒng)計學(xué)片上偏差方法的研究
        5.1.1 統(tǒng)計學(xué)時序分析模型的研究
        5.1.2 統(tǒng)計學(xué)時序違例計算的研究
    5.2 統(tǒng)計學(xué)片上偏差方法對于GPU的優(yōu)勢分析
        5.2.1 片上偏差影響系數(shù)的精度對比
        5.2.2 時序分析時間的對比
        5.2.3 圖表模式和路徑模式差值的對比
    5.3 統(tǒng)計學(xué)片上偏差方法在GPU中的應(yīng)用實現(xiàn)
        5.3.1 GPU芯片長時序路徑的悲觀移除
        5.3.2 GPU芯片復(fù)雜多輸入邏輯門的處理
        5.3.3 16nm工藝中輸入端轉(zhuǎn)換時間的片上偏差計算
        5.3.4 GPU物理設(shè)計流程中SOCV方法的應(yīng)用
    5.4 GPU芯片時序結(jié)果的驗證
        5.4.1 時序結(jié)果對比驗證
        5.4.2 異常情況分析驗證
        5.4.3 PrimeTime工具的校準(zhǔn)驗證
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號：3847365