MPS芯源2022数字IC

只看该作者 · 2023-2-24 23:31

15、What are various techniques to resolverouting congestion?如何解决routing congestion问题?

1. Change the power strap metal to a higher layer so that it does not impact cell placement.
2. Change the location of the power strap routes to avoid the congested area.

提示：
1） routing congestion发生在后端，前端一般不太考虑这个问题，需要后端自己去想办法解决，但是解决的办法不只在后端，也有一些方法需要前端的配合
2）阻塞有多种情形，要分别讨论，没有一个统一的解决办法。

答案：
1）阻塞在RAM（macro）之间：可能RAM之间的距离没有计算正确，可以加大RAM之间的间距；扭转RAM的方向，使得RAM的IO pin朝向更容易走线的那边；如果是多个RAM共用地址或者数据线，尽量把RAM的地址数据pin对齐

2）阻塞出现在RAM和帮助单元交界的地方：在RAM周围加一条halo（keepout）；把RAM放在四周，尽量把中间留下的空间变成方形；在有阻塞的地方加一些由小的placement blockage组成的矩阵

3）阻塞出现在标准单元的某一块：也可以加一些由小的placement blockage组成的矩阵；module/instance padding；利用placement guide减少那块地方的标准单元个数；scan chain reordering也会改善一些阻塞；定义density上限；使用congestion driven的placement，并且要求place之后做congestion优化；在综合是禁止使用那些pin太多太密集的标准单元(多半是那些复杂的组合逻辑单元)；请前端使用RAM代替触发器矩阵；请前端修改算法

4）应该尽量减少power route占有的资源，谨慎选择power mesh使用的金属层，VIA的大小等。在detail route完成之后，你如果已经试了各种解决signal congestion的方法，还有少量DRC无法解决时，可以考虑切掉部分power mesh

只看该作者 · 2023-2-24 23:31

16、Please describe the rtl with INV, AND, OR andDFF. 请用与、或、非门和寄存器画出代码所描述的电路。

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always@(posedge clk or negedge rst_n)begin

if(!rst_n)

    begin

        cnt<= 2'd0;

 

    end

 

else if(cnt_en)

 

    begin

 

        if(ina)

 

            cnt <= cnt+2'd1;

 

    end

 

else begin

 

        cnt <=2'd0;

 

    end

 

end

只看该作者 · 2023-2-24 23:32

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只看该作者 · 2023-2-24 23:33

What are the different sources of powerconsumption? Please describe different techniques used to reduce powerconsumption.芯片的功耗分为哪种类型，请描述降低功耗的方式。

只看该作者 · 2023-2-24 23:33

CMOS电路功耗主要由动态功耗和静态功耗组成，动态功耗又分为开关功耗、短路功耗两部分.

RTL级
1.并行结构：并行结构一定程度可以减低某一区域的频率，从而可能降低功耗。
2.流水结构：“路径长度缩短为原始路径长度的1 /M。这样，一个时钟周期内充/放电电容变为C/M。如果在加入流水线之后，时钟速度不变，则在一个周期内，只需要对C/M进行充/放电，而不是原来对C进行充/放电。因此，在相同的速度要求下，可以采用较低的电源电压来驱动系统。”
3.优化编码：通过数据编码来降低开关活动，例如用格雷码取代二进制。
4.操作数隔离：“操作数隔离的原理就是：如果在某一段时间内，数据通路的输出是无用的，则将它的输入置成个固定值，这样，数据通路部分没有翻转，功耗就会降低。”

4.2 门级电路
1.门控时钟技术：芯片工作时，很大一部分功耗是由于时钟网络的翻转消耗的，控技术基本原理就是通过关闭芯片上暂时用不到的功能和它的时钟，从而实现节省电流消耗的目的，门控时钟对翻转功耗和内部功耗的抑制作用最强，是低功耗设计中的一种最有效的方法。
2.多电压供电
3.多阈值电压
根据多阈值电压单元的特点，为了满足时序的要求，关键路径中使用低阈值电压的单元(low Vt cells)，以减少单元门的延迟，改善路径的时序。而为了减少静态功耗，在非关键路径中使用高阈值电压的单元(high Vt cells)，以降低静态功耗。因此，使用多阈值电压的工艺库，我们可以设计出低静态功耗和高性能的设计。
4.动态电压调节
5.动态频率调节

只看该作者 · 2023-2-24 23:35

Two modules share one single port ram,please design an Arbiter with following requirements （按要求编写代码）：

a)Module A has high priority；

b)Basic ram signal: clk, rst_n, wren, addr [7:0], wdata [7:0], rdata [7:0]；

c)Ram read access latency is 2 Tclk；

只看该作者 · 2023-2-24 23:36

Implement below RTL logic with DFF andNOR/NAND/INV cells（按要求编写代码）：

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always@(posedge clk or negedge rst_n) begin

 

    if(!rst_n)

 

        C<=1'b0;

 

    else if (B)

 

        C<=~A;

 

    else;

 

end

只看该作者 · 2023-2-24 23:36