从零开始的⼩⽩pr学习之旅--day2数字后端流程（⼀）
个⼈认为，在开始后端⼯作的时候，抛开别的，⾸先要思考的就是我有什么，我要做什么，我要怎么做，我要做到什么程度。有了这个思路，下⾯将描述下我对数字后端⼯作每个阶段的简单理解。
1.Data Prepare
这⼀阶主要是对⼿头所拥有的⽂件，资料做⼀个整理。个⼈觉得这是后端⼯作重中之重的⼀个环节。⼤概要整理的内容如下图
⾸先是库⽂件，项⽬所⽤到的某⼀⼚家的某⼀制成，会有相应⼀套完整的库⽂件。需要在其中选择项⽬要⽤到的，并把它们按照固定的分类规整的放置好。⽐如要⽤到的lef，包括tlef，stdcell的lef，mem的lef，ip的lef。根据要跑的corner，选择合适的lib，ss的lib，ff的lib 等等。stdcell的gds以及其它ip的gds，⽇后要做的drc lvs的rule等等等等。
其次是前端交付的数据，例如⽹表，sdc。我个⼈觉得需要将每⼀版前端交付的数据按照⽇期放好，既是做个备份，同时也是留个⼼眼。当第⼆版数据来的时候也好有个对⽐。就⽐如前端告诉我新版本的⽹表优化了，⾯积⼩了。这时候我只需要打开⽹表看⼀眼⾏数，和之前的版本的⽹表⾏数做个对⽐。如果⽹表⾏数上新版都⽐旧版多很多，那我直接就可以反馈给前端⽹表可能有误，都不需要读⼊⼯具跑⼀下了。
最后就是积累的各种辅助性的脚本，参考⽂件之类的。
上述过程就是对“我有什么”做⼀个整理。正所谓磨⼑不误砍柴⼯，当把⼿头的数据规规整整的放置好之后，⽇后需要什么就在专门的地⽅去取，会省特别多特别多的时间。可能⼤公司在这⽅⾯做得很完善，根本不需要我们去考虑，但是我还是觉得我这种⼩⽩应该“未⾬绸缪”⼀下，万⼀哪天这些没准备好，我起码有个思路。我去整理的时候可能⼀次整理的不全⾯，⽇后还要返⼯临时去⼀些⽂件，但经历这样⼀个过程，经验不就积累下来了么。
2.Initial Design
Initial design就是把输⼊⽂件读⼊到⼯具当中。最核⼼的两个输⼊件就是⽹表和物理库lef。只要有这两个输⼊件，那么就可以开启⼯具进⾏fp了。lib库和sdc即是时序⽅⾯的输⼊件，有了它们，时序分析相当于有了依据。基本上这⼏项内容齐全了，就可以继续后续的所有流程了。
我有什么？我有这些输⼊件，我要做什么？我要将这些输⼊件读⼊⼯具。我要怎么做？上⼀阶段已经把这些数据准备好了，我只需要把具体路径给⼯具就好了。我要做到什么程度？我需要保证输⼊件完完整整的读⼊⼯具，这时候就要去看log⽂件了。看看⼯具报了什么error，什么warning，是不是跟输⼊⽂件相关的，是不是报了某些⽂件缺失的，通过读log的⽅式可以保证输⼊件的齐全完整。
所以你看！当data prepare做的很完善的时候，这⼀步是不是简单的不能再简单了。⽹表，sdc，lib，lef都已经分门别类的规整好了，只需要写个路径就OK了。
3.Preplace
Preplace这⼀阶段我个⼈理解是后端⼯作最难做的两个环节之⼀。另⼀个是cts。
Preplace要做的第⼀件重要的事就是规划整个设计的布局，也就是floorplan。fp主要是合理规划mem，ip这些macro的位置。fp的好坏影响着后续环节的进⾏。好的fp会使得后续环节的⾛线清晰，逻
辑分布均匀，时序通畅。糟糕的fp会让每⼀步⼨步难⾏。
那么如何做出⼀个好的fp呢。以我⽬前的认知来看fp的⼀个重要依据是数据流。数据流怎么理解呢，其实就是数据从哪⾥来，到哪⾥去的⼀个过程。真正的项⽬数据不会是简单的从A到B的，⽽我们后端⼯程师也不太需要专门去搞清楚整个项⽬的原理，怎么搞明⽩数据流这就要和前端交流了。⽐较难搞的是，有的时候可能没有⼈给你理清数据流，这时候需要参考⼀些说明书之类的⾃⼰去搞清楚。为什么⼀定要按数据流摆fp呢？其实就是减少数据来回打折的现象。让路径尽可能短。数据本⾝由A到B再到C，fp按照moduleA moduleB moduleC的顺序摆，数据是⼀路通畅的。但是如果按moduleA moduleC moduleB的顺序摆，那么数据从A到B天然就会多⾛⼀段路，既造成了绕线资源上的浪费，也造成了时序问题。
有了数据流就能将整个设计细化。我的⼀个思路是，先固定那些和端⼝有交互的module，这些和端⼝交互的module往往都是数据输⼊或者输出的地⽅。把这些moudule的macro放置在相应的端⼝附近，其实就相当于确定了头和尾。当这些module的位置确定后，再去摆放和这些module有交互的其它module。如果有某个module和其它多个module都有交互，那么肯定倾向于将该module摆在⼀个到其
它module距离均衡的地⽅去。这样⼀步⼀步的每个module都会有个⼤致的位置了，fp基本也就完成了。网络前端需要学什么
好的fp不是⼀步到位的，需要根据后续place的结果，来判断fp的合理性。根据place结果可以发现fp中的不⾜，再返回到fp，调整module的相对位置。来来回回多次，最终会得到⼀版完善的fp。fp是个经验性的⼯作，如果有⽆限的时间，甚⾄可以不需要数据流，单纯的⼀版⼀版对⽐place结果就可以选出最好的fp。innovus⼯具也可以在图形界⾯，通过看各module间的⾛线数量确定各模块的位置。但是往往项⽬时间都很紧，因此需要数据流作为fp的指引，减少迭代的次数。
我有什么？我有数据流，我迭代的不同版本的数据，innovus⼯具的飞线信息。我要做什么？我要摆出⼀版⾛线短，拥塞低，时序好的fp。我要怎么做？我需要根据数据流确定⼤致的fp，根据每版结果细调fp，这样⼀版⼀版的迭代以达到⼀个时序，拥塞都相对较好的fp。
以上只是笼统的说了下fp的过程，具体的细节以后的帖⼦中会详细的总结的。
Preplace要做的第⼆件重要的事就是电源的规划。电源可太重要了，这⽅⾯要学习的内容也特别多，这⽅⾯的知识我也很是⽋缺。我就以我⽬前所接触到的⼤致说说电源规划的流程。我会把⼀个项⽬的电源分为三个部分，stdcell电源，core区域电源，以及mem，ip的电源。
⾸先要明⽩⼀点，⼀个项⽬的绕线资源⽤于两个部分，电源的绕线资源，和数据信号的绕线资源。如果电源占⽤太多绕线资源，那么数据信号将⽆充⾜的绕线资源，就会有⼤量的short问题。如果数据信号占⽤太多的绕线资源，那么电源可能会不够充⾜，这将影响到芯⽚的整体性能。所以电源和数据信号的绕线资源要合理分配。假如说项⽬总共可使⽤12层metal，那么⼀般来说最⾼层的
metal12，metal11，metal10，将会被完完全全⽤于电源，因为⾼层⾦属厚度⼤电阻⼩，最适合做电源。最底层的metal1会被⽤于stdcell电源。stdcell的pin也是metal1,⽽stdcell pin是通过metal2连接出去的，stdcell⼜是遍布在整个芯⽚中的。这样看来⽤于数据信号绕线资源的只有metal2的⼀部分以及metal3到metal9。电源都是通过最顶层⼀层⼀层传到最底层的，为了保证电源的可靠性，metal3到metal9的⼀部分也会被⽤于做power，所以实际上绕线资源会更少。所以规划电源既要保证电源的充⾜，也要给数据信号留裕量。⼀般都是开始的时候电源会打的相对密，到后⾯阶段如果绕线资源⾜够，那么⾃然很好，如果绕线资源不够，可以适当删除⼀些电源线，让给数据信号。
其次，电源如何去打呢。stdcell的电源不必多说。core区域电源最常见的结构就是ring+stripe。ring如下图，就是连成⼀个环的电源。⼀般芯⽚的电源IO会分布在芯⽚的每条边上。通过ring环将电由外部输⼊到芯⽚内。ring环起到了均衡各点输⼊，避免某些区域输⼊点密集某些输⼊点稀疏造成的IR DROP。ring环⼀般是由最⾼层⾦属构成，我这⾥⽤红⾊和绿⾊代表最⾼的两层⾦属。当然ring环也可以由多层⾦属构成，这样更强劲。具体的画法⽇后我也会详细总结。（最近没法在家⾥打开⼯作⽤的
服务器，只能⽤画图来画个简图）
stripe如下图，就是⼀根根电源线，画出来就和条纹⼀般，接在ring环上，然后遍布整个core区域。我这⾥特意⽤不同颜⾊代表不同层的⾦属，每层都如此⼀层⼀层由⾼层到底层。形成了密布的电源⽹络。所以电源⽹络就是由不同层⾦属线⼀层层交织⽽成的⽹络结构。
mem和ip的电源其实和core区域电源打法相似。只不过由于mem⼀直处于存储读写的状态，对电源需求⾼，所以mem上的电源⼀般会画的特别密。 mem上的电源层次会根据mem的pin的⾦属层决定，⼀般会使⽤⽐pin层次⾼⼀些的⾦属。mem的摆放⼀般都会采⽤堆叠的形式，所以电源还要考虑mem pin的连线问题，得保证电源线不会阻碍mem pin的连接。⼀些ip会对电源有特殊要求，⽐如需要在ip周围也做⼀个类似ring环的结构。这在ip的使⽤⼿册上都有描述，根据⼿册上的要求指导照着打就好了。
Preplace的要做的第三件重要的事（其实是杂七杂⼋好⼏件事）插⼊物理cell，包括welltap，boundrycell，gfiller，decap等等。添加blockage，某些区域不能摆放cell要加hard blockage；mem沟道不希望摆除了buffer，inv外的cell需要加soft blockage；根据上⼀版place结果得知某个区域cell density太⾼，需要在preplace阶段在这个区域加partial blockgage。某些区域需要预留⼀部分⾛线资源添加route blockage。检查fp的摆放是否合理有⽆摆出core外的macro，有⽆重叠的macro，等等。检查输⼊件是否齐全，检查有⽆drc，有⽆power的short。
以上内容做完Preplace就算完成了，所以Preplace⼈⼯介⼊的地⽅特别多，需要注意的细节也特别多，这是需要⼀次⼜⼀次的尝试去积累经验的。
不知不觉已经码了4000多字了，这次的总结就先到这了，下次再简单说说后续的环节。

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