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关于芯片功耗的那点事(四)

 字善 2024-08-07

大壮在前面学习了power 的周边,这一次继续来聊聊数字IC后端物理设计中,IR drop的分析流程以及如何预防和解决IR drop的问题,让芯片的 IR signoff更加顺畅舒适。

IR Drop 是什么?

IR 压降是指出现在电源和地网络上电压下降或升高的一种现象。较先进工艺的的金属宽度和层数引入电源网路的电阻明显增加,提及整个PDN(Power Delivery Network),早期的芯片有如下的简单模型,IR drop主要发生在如下三段,1)从芯片外部的电源开始考虑,第一段是到 PCB /Board上的压降;2)第二段是package引入的压降;3)第三部分是 chip 从P/G PAD 到内部每个instance 的压降;

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模型
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IR drop 发生在chip 的所有区域,就看控制得好不好。那就上工具。

 数字后端Icer,先着眼于Chip level 的IR drop,和大壮一起来捋一捋.

分析IRdrop 的后端工具有几个,我们就不用面面俱到,搞透一个先,点兵点将,就从Redhawk 开始吧(开玩笑啦,redhawk 用得还蛮多的,有下面一句作为补充)

猜一猜,S家花了多少money把它收入囊中。


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2)Redhawk 如何分析Static IR Drop?

如下图,Chip 等效的静态压降的简化模型.

Vdd pad 是代表chip 的power supply pad

Vss pad 是表示chip 的ground pad

Ipad 是流经pad 的等效电流

R 是等效电阻网络

Iavg 是流经每个instance的等效电流

Instance就是chip 中的器件,以反相器为例示意,都是挂在这个power网络上;


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我们先引入理论,消化一下,每一行标注都值得放大去看看。

下一期继续

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