SRAM的平衡灵活性和质量验证

内存芯片系统(SOC)设计是一个重要的组成部分,尤其是在先进的节点。soc使用多种类型的内存块,如静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM),执行计算。SRAM模块,由一个装配的专业电话邻接或互相重叠的具体安排符合电路规格(图1),通常用于操作要求高速访问频繁使用的数据。因为这些严格的要求,大多数集成电路(IC)设计公司倾向于使用证明SRAM模块提供的铸造厂作为知识产权(IP)块,而不是花时间创建他们自己的SRAM的设计。

图1:SRAM块由多个单元,每个单元包括多个层次。

这些存储器块通常消耗很大一部分的死区,这意味着SRAM设计质量对收益产生重大影响。然而,尽管铸造厂确保SRAM IPs他们供给提供良好的收益率,SoC设计人员必须对SRAM模块执行某种级别的定制他们纳入设计。作为过程的利润率与每个节点安排得很紧,铸造厂生产过程中越来越少的宽容将这些有意或无意修改SRAM块以避免潜在的缺陷和产量的影响。

知道这样的SRAM的修改是不可避免的,敏锐地意识到过程的局限性,铸造厂提供最准确和精确的设计规则可以帮助SoC设计师确认他们SRAM模块在SoC设计规则兼容和健壮tape-out前布局。SoC的设计师所面临的挑战是要找到一个平衡点之间的SRAM定制需要获得更好的性能,和这种变化产生的潜在影响。

SRAM验证挑战
因此,设计师面临这些困难的验证和调试在SoC芯片存储器块吗?存储器块的物理结构是复杂的,不仅因为它涉及多个层次和多个细胞,还因为它要求所有的细胞都被放置在一个特定的配置。此外,通常有多种类型的存储器块用于SoC,他们可能不包含相同的细胞或使用相同的配置。一般来说,静态存储器块太复杂的验证通过使用传统的设计规则检查(DRC)。图2显示了SRAM模块中一些常见的错误。

图2:常见的错误在SRAM模块位置。

调试这些错误对SoC的设计师和制造商提供了另一个挑战。刚果民主共和国以来传统规则不太可能确定的所有类型的错误可以发生在一个复杂的2 d配置布局,考虑所有相关层和细胞,他们还必须使用补充验证和调试技术,以确保准确的校正。

细胞检查
一些设计者使用补充细胞检查方法确定SRAM细胞内的任何内容修改,并使用刚果民主共和国在顶层规则来查找错误。这些验证技术可以覆盖大部分已知的错误类型和识别任何单元格内容已修改。然而,基于单元的方法不仅要求铸造包括所有可能的细胞在这一过程中布局设计工具包(此后),但它只能识别哪些细胞被修改,和无与伦比的细胞被发现的地方。因为它无法确定确切位置或错误是什么,设计师经常花大量的时间定位错误(特别是错误由无意的变化),如图3所示。通常,设计师必须问铸造厂是有效的,如果这些错误和/或修复布局如何改正。

图3:错误报告的结果基于单元的SRAM验证方法。设计师没有线索,帮助他们确定错误的位置和相关层。

缺乏位置信息报告错误不仅仅是一个耗时的设计师和铸造厂的烦恼。的主要障碍实现这一理想的平衡设计的灵活性和SRAM的块质量验证。正如前面讨论的,一个存储器块包含多个细胞和涉及多个层,每个存储器类型和位置必须遵循一个特定的配置。铸造厂通常不知道哪些存储器类型用于给定的布局,通过扩展,正确答案是需要验证的问题SRAM阻止客户的设计。,即使SoC设计师知道这些无与伦比的领域,他们还必须花大量的时间确定的确切位置错误以及如何修复它们通过检查多个存储器单元库,然后检查每层找到差异。

模式匹配验证
在一个理想的SRAM验证流程,设计师应该能够看到什么样的错误发生差异被发现,向他们提供他们需要的信息来确定根源。根据这些信息,设计师可以立即修复布局中的错误,或通过这些标识不同铸造进行评估和进一步的讨论。一个解决方案可能包括添加不同的验证规则允许公差。

然而,对于这种解决方案工作,那些允许公差必须精确地放置在的确切位置的原始细胞特定细胞类型1)防止SRAM块影响其他细胞或其他类型的存储器块,和2)防止真实错误被放弃。例如,如果一个细胞上角落必须放置在顶部的SRAM,细胞不能被替换为一个较低的角落,即使底部角落的空间是完全相同的,即使上下角看起来相似。然而,当公差两者都采用角细胞,两者之间的差异可能太小形象化。

但如果他们看起来如此相似,设计师如何确定正确的细胞被放置正确吗?更糟糕的是,如果这样类似的细胞有公差适用于铸造SRAM布局,,然后修改全芯片布局的设计师吗?这将是几乎不可能的设计师来识别真正的错误通过比较正确的细胞与问题领域,由于认识到哪个单元的挑战是正确的细胞用于检查。

模式匹配,几何图形的布局会自动和精确模式通过图书馆相比,电子设计自动化(EDA)工具,是一种经过验证的验证技术,可以应用于SRAM验证。模式可以定义需要精确匹配,或者允许一定的公差。一个基本的验证和调试过程使用模式匹配如图4所示。

图4:一个基本的SRAM调试过程使用模式匹配。

使用EDA工具包含一个基于模式的实用程序执行SRAM验证和调试还提供了未来的收益。期间发现任何差异相似性匹配(XOR)进行分析,如适用,添加回库模式来改善未来的精度验证工作(图5)。

图5:理想流将新的公差SRAM验证规则甲板。

例如,使用这样的综合模式调试工具包提供的Calibre toolsuite,设计师可以更快地确定确切位置错误被发现在不同的输出格式,并修复它们,或者提供细节回铸造列入到增强SRAM的规则。图6显示了Calibre模式匹配功能可用于增强SRAM调试。

图6:SRAM调试使用Calibre模式匹配功能。

结论
SRAM的验证是一个挑战,但SoC tape-out的关键部分。有效地查找和调试SRAM修改错误需要设计师可以获得的信息,使他们能够快速、准确地定位SRAM错误并确定正确的解决。通过提高SRAM验证和调试过程与自动模式匹配和相似度检查流程,SRAM设计师可以找到一个更好的,更精确的平衡所需的设计灵活性和市场成功需要的产量。

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