嵌入式存储器的设计方法和策略

2014-09-03 16:01

　　时序和功能验证

　　对高性能半导体芯片，精确的时序模型至关重要。为了提取嵌入式存储器中关键路径的特征并进行仿真，要采用了Avant！公司的Hspice软件。从仿真运行时间来看，仿真整个宏的LPE网表是不切实际的，为此要采用集总和加载技术（见图3）。

嵌入式存储器的设计方法和策略

　　图3 采用集总和加载技术

　　集总和加载方法是通用技术，面临分布式载荷造成的模型不精确的问题，并受到由阻容（RC）网络引起的传输线效应的影响。RC网络不仅包含阻容元件，还包含要对栅极、源极和漏极电容精确建模的晶体管。为了获得精确时序，要建立验证关键路径中所有元件与实际宏的LPE网表之间匹配程度的工具。对我们感兴趣的节点，要比较关键路径和LPE网表之间的引线、栅极、源极、漏极、耦合电容和电阻。当这些参数不匹配时，就必须修正负载模型。

　　Hspice可以仿真温度、P-T-V曲线并对每个角作出测量说明和绘图分析，从而便于查找不正确的电路行为，例如分析信号偏移率变差的程度、由串扰引起的信号尖峰、不期望的脉冲重叠程度、传输延迟变坏的程度、时钟电路的建立和保持时间变坏的程度等。

　　我们通常利用Verilog或VHDL模型来仿真整个SoC并对其建模。为了确保精确度，每个嵌入式存储器都有一个与之对应的Verilog模型，这样才能确保电路的功能与HDL模型匹配。对每个存储器，要建立全面的测试平台来测试所有的地址组合、控制和测试模式（即扫描和BIST），然后，我们将测试矢量及其相关的预测数据应用到每个宏的所有LPE网表。

　　如上所述，可以证明用Hspice仿真大型网表和大型测试向量集（通常有数千个向量）是不切实际的。为了弥合Hspice和Verilog之间的差距，要采用Synopsys公司的Timemill测试工具，该工具可将逻辑等价性测试和电路的电性能验证结合起来，它可将向量驱动的全部存储器的LPE网表作为输入置于Verilog环境中进行仿真，其优点在于能检测电路网表和Verilog模型之间功能上的差异，并具有良好时序精度，从而发现时序缺陷。Timemill测试工具不是故障仿真器，但是测试向量能够涵盖99%以上的待测节点。我们在与Hspice仿真相同的P-T-V曲线下运行了Timemill测试。此外，还检测了未驱动的节点、最低和最高工作频率及P-T-V曲线的极端情形。

　　物理验证

　　我们还采用Mentor Graphics公司的Calibre工具来验证物理设计，并用完整的LVS和DRC规则基准来检验电路连接的正确性、所有的间距和宽度等，用附加的质量保证规则基准来检验浮动层、阻抗连接和不期望出现的几何结构。