芯片设计流程详解_芯片的设计流程

介绍

在项目确立，规格和方案确定之后，这里开始说芯片设计。

这个内容挺多的，可能也是大家最关心的部分。可能会分几次。在整个过程中处于这个位置。

在这里，因为我对数字芯片系统还是比较了解的，所以就按照数字来说。模拟芯片的设计过程是后续的能源或请一个大老板来弥补概述。芯片的设计过程还是比较长的。让我们从鸟类地图开始。这张图很复杂。名词不懂也不要慌。我将一步一步地谈论它们。

2.算法设计

先说第一部分，其实比较简单。所以我就讲到这里，以后不单独开一章讲这个东西了。芯片最终是算法的加速。如果用C什么都实现不了，芯片怎么实现？第一步是算法。

实现算法其实有两步。为什么有两个步骤？这就涉及到浮点和定点的区别了。浮点精读高，但硬件实现成本高，定点成本低，硬件实现成本小。一般先设计浮点算法，然后牺牲一点精度做一个定点算法。

浮点算法设计浮点算法重在函数。由于浮点的高精度，最原始的功能通常都是用浮点来实现的。比如你想要一个完整的AI芯片，你必须先用pytorch或者tensorflow训练一个浮点网络，看看效果是否可以，网络能否正常工作。算法链接在可以用芯片加速之前要经过测试。浮点算法一般由纯软件工程师设计。他们不需要知道硬件实现，只需要对功能的正确性负责。

定点算法设计定点算法就是找一个位置，把浮点中的指数给一。精度肯定会损失，但是硬件设计简单。这也很好理解。用芯片算一个3.5 0.025和用芯片算一个3500 25完全不一样。为了平衡精度和定点位宽，这里的定点有各种门道，比如批量定点，有些数据一个定点位，有些数据另一个定点位。总之，这一步实现的是如何实现定点位宽最小、精度可接受的浮点算法。

3.前端设计

类似于其他复杂的东西，比如编译器，网站等等，芯片设计也有前端和后端之分，前端到网表，后端到版图。

前端主要包括文档设计、编码、验证、前端实现四个步骤。主要是一个从设计需求到网表的过程。

4.后端设计

这一步主要是使网表成为我们的最终布局。可以直接扔给代工厂生产。

有七个步骤。这里做个概述，然后写篇文章介绍一下。

准备：这一步准备主要是准备一些库文件，前端准备的网表，分harden，然后线程。

设计规划：设计规划主要是放置一些大件，比如内存硬核、IO PAD、电源网络等。以便于下一步放置小户型。

布局：这一步在布局上放置特定的单元。

综合时钟：把时钟网络放好，保证到每个地方的长度都差不多。

布线：真正连接电线。在这里，布局和布线会通过STA不断调整。

ECO:布局完成后，工程师需要手动修复一些东西。

芯片结尾：虚拟、填充单元等。以使密度满足光刻的要求。

最终验证：在移交芯片之前，最后一次验证。主要包括后模仿、形式验证和物理验证。

这七个步骤完成后，你就可以把版图交给代工厂，然后等待芯片回归。

最终的输出看起来像这样。

总结

这篇文章是芯片设计的概要。这个阶段的输入是设计要求，输出是芯片布局。设计主要涉及算法设计、芯片前端设计和芯片后端设计三个方面。整个过程很长，所以芯片的设计过程结束了，接下来就是制造了！

审核编辑：李倩