La generación de un chip incluye, fabricación y tres eslabones. El diseño del chip está a la vanguardia de la germinación del chip.
La industria del diseño de chips necesita trabajar en estrecha colaboración con los eslabones de prueba, empaque y fabricación de obleas de back-end de la cadena de la industria. No solo es necesario considerar si el proceso puede lograr el diseño de circuito correspondiente en la etapa de diseño, sino que también es necesario integrar los recursos de la cadena industrial para garantizar el suministro oportuno de productos de chips. Por lo tanto, también es una prueba de la capacidad de las empresas para completar esta serie de producción. Jinyu Semiconductor puede proporcionar a los clientes soluciones de aplicaciones integrales y servicios de soporte técnico en el sitio.
El chip contiene miles de uniones PN, condensadores, resistencias, cables, etc., por lo que el diseño del chip es una industria típica de tecnología intensiva, que pone a prueba en gran medida la capacidad técnica de los ingenieros, porque el nivel de diseño de los ingenieros determina en gran medida el rendimiento, la función, costo y otros factores centrales del chip.
Al comienzo del diseño del chip, es necesario definir el propósito, la especificación y el rendimiento del chip, para que los ingenieros puedan dividir la especificación interna del chip de acuerdo con las características del chip, planificar el espacio de demanda funcional de cada parte, establecer el método de conexión entre diferentes unidades y determinar la dirección general del diseño. Esta parte no parece tener mucho contenido técnico, pero juega un papel vital en el diseño posterior. Si la división regional no es suficiente, la realización de las funciones en esta área no puede completarse, lo que conducirá al derrocamiento de todo el trabajo anterior.
Luego, en función de la definición de especificación inicial, se definen la arquitectura del chip, el módulo comercial, la fuente de alimentación y otros diseños a nivel del sistema, como CPU, GPU, NPU, RAM, conexión, interfaz, etc. El diseño del chip debe considerar integralmente el interacción del sistema, función, costo, consumo de energía, rendimiento, seguridad, mantenibilidad y mensurabilidad del chip.
A continuación, de acuerdo con el esquema determinado por el diseño del sistema, el diseñador lleva a cabo un diseño de circuito específico para cada módulo y utiliza un lenguaje de descripción de hardware especial (Verilog o VHDL) para describir la implementación del circuito específico en el nivel RTL (Register Transfer Level). . Después de generar el código, es necesario determinar repetidamente si el diagrama de diseño de la puerta lógica se ajusta a la especificación y modificarlo estrictamente de acuerdo con las especificaciones y estándares establecidos hasta que la función sea correcta.
Luego, utilizando herramientas de síntesis lógica, los códigos de nivel RTL escritos en lenguaje de descripción de hardware se convierten en netlists de nivel de puerta para garantizar que el circuito cumpla con el estándar en área, tiempo y otros parámetros objetivo. Después de completar la síntesis lógica, es necesario realizar un análisis de tiempo estático, aplicar un modelo de tiempo específico y analizar si viola el límite de tiempo dado por el diseñador para un circuito específico. Todo el proceso de diseño es un proceso iterativo. Si algún paso no cumple con los requisitos, se deben repetir los pasos anteriores, o incluso se debe rediseñar el código RTL.
Finalmente, de acuerdo con el área de silicio del tamaño proporcionado por NetList, el circuito se diseña y enrolla, y luego se verifica el diseño físico del cableado en términos de función y tiempo. Este también es un proceso iterativo. Si la verificación no cumple con los requisitos, se deben repetir los pasos anteriores y finalmente se genera el diseño GDS (Geometry Data Standard) para la producción de chips.
Vale la pena señalar que se deben considerar muchas variables en el diseño del chip, como la interferencia de la señal, la distribución del calor, etc. Las características físicas del chip, como el campo magnético y la interferencia de la señal, son muy diferentes según los diferentes procesos de fabricación, por lo que solo puede confiar en las herramientas EDA para diseñar paso a paso, simular paso a paso y tomar decisiones constantemente.
Después de cada simulación, si el efecto no es ideal, se debe rediseñar. A través de la inspección, la simulación, la plataforma de prototipos y otros medios, no es un proceso posterior a la finalización del diseño, sino un comportamiento repetitivo a lo largo de cada eslabón del diseño. Esto es para descubrir los errores funcionales del software y el hardware del sistema con anticipación, optimizar aún más el rendimiento y el consumo de energía, y hacer que el diseño sea preciso, confiable y en línea con las especificaciones del chip planeado originalmente. Esta es una gran prueba de la sabiduría, la energía y la paciencia del equipo.
