阎浮提 · 2020年06月09日

后端基础概念:各种OCV一网打尽(下篇)!

上篇文章我们谈到了OCV和AOCV,想复习一下的童鞋可以再看看。【阎浮提】后端基础概念:各种OCV一网打尽(上篇)!

简而言之,OCV是由于芯片上因工艺(Process)、电压(Voltage)、温度(Temperature)而导致的各种误差而加入的余量,而AOCV在考虑到实际误差并非统一值的情况下将余量值变成cell级数的函数,从而减少一定的设计悲观量(Pessimism)。

今天我们继续谈谈它们的升级版:POCV和LVF。上次我们说过,实际中由于PVT (Process, Voltage, Temperature) 导致的variation并不是一个或几个固定的值,而是服从类似高斯分布的形态。因此,反映在cell的delay上亦如此:

Normal Derating vs POCV

POCV (Parametric On Chip Variation)

如上图所示,所谓POCV,也称SOCV(Statistical On Chip Variation),就是将cell的delay模拟成一个数学期望为 ,标准差为 的高斯分布。简单地讲,每个cell的delay都有最高的概率出现在期望值上,有一定的概率出现在大于或者小于期望值一定范围内的区间上。整体上落在期望值 区间内的概率为99.7%,即所谓的3 sigma。那么实际中工具是如何算得cell的delay呢?基本公式如下:

如果在.lib中提供了sigma的数值,则可以通过公式(1)算出,如果通过read\_aocvm读取的POCV的参数文件(包含参数C),则可以通过公式(2)算出,这种通过给定的参数计算cell的OCV delay的方式就是'Parametric'的含义。

那么这和LVF和上面这些东西有什么关系呢?下面我们详细说说。

LVF(Liberty Variation Format)

从它的名字Liberty Variation Format我们可以看出LVF是一种和liberty库文件(.lib)有关的数据格式。我们知道一般情况下无论是AOCV或者POCV,都会有一个专门的文本文件通过特定的命令读取到工具中。以PrimeTime为例,读取AOCV和POCV的命令如下:

read_aocvm $file_name

而除了这种方式之外,我们还有另外一种选择:将POCV的内容集成到类似于liberty文件中,如下图所示:

Slew-Load Based LVF

我们可以看出来,这种形式很像liberty文件中的delay查表。在这里,POCV的coefficient同样是一个基于slew-load的表格。同时,LVF中也可以是基于distance的查表:

Distance Based LVF

需要注意的是,在使用LVF的时候就不能通过read\_aocvm读取专用的POCV文本。在PrimeTime中我们也可以通过如下方式report POCV的结果:

Report POCV Analysis

至此,关于OCV的话题我们就基本讲完了。在实际设计中虽然还有很多细节需要注意,但是就基本概念来讲,还是希望大家能够理解它们的差别。目前在尖端工艺中,POCV和LVF都在渐渐普及,如果有在做相关项目的童鞋,希望借此机会好好注意项目中是如何使用它们的,这将有助于我们深入理解它们的应用。

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