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<数字后端项目>迭代求完美之Floorplan

热度 9已有 29371 次阅读| 2018-8-31 23:45 |个人分类:后端项目经验|系统分类:芯片设计

天气: 晴朗

心情: 高兴

前言：对于后端工程师来说，floorplan大概是最考验功力的地方。个人对design的数据流的理解和工具进行place的behaver的理解，二者综合起来进行布局才有可能大概率的获得一个较好的结果。那么考量的标准是什么呢？主要就是congestion和timing的结果了。目前，还没有哪家的工具和算法能够完全不借助工程师的经验去进行floorplan，所以这一步一直是限制EDA工具智能化的一个瓶颈。当然，各大EDA供应商也从未停止探索。比如，借助机器学习和AI算法等来加强EDA工具的自主性，来减少人力的劳动。不过，这仍旧是一个漫长的过程，短期内还是需要依靠工程师的功力。

摘要：一版好的Floorplan往往是经过几轮迭代调整，逼近完美而得来的。这里就涉及两大部分，一部分是基本操作，在熟悉各种rule的前提下快速布局，节省手工操作的时间；另一部分就是try布局，结合前段综合以及后面place和route的结果进行反复迭代，达到快速逼近收敛的效果。这里先分享基本操作的一些技巧，帮助工程师提高工作效率。

第一步，分析block和top的关系，根据客户或者设计的需求确定core / chip的大小和形状。需要达到什么样的利用率，core to die的间距是多少等等不一而论。

第二步，分析数据流，理清module之间的talk关系。

A. 直接从前端拿到数据流关系图，进行hard macro的摆放布局；

针对macro数量巨大的情况进行快速分类，将module进行打散，然后根据子module name的关键字将相应的memory摆放到core内，然后用颜色分类，快速区分不同module的macro。有脚本如下：

proc placeMemByName {sram high} {

set x 0

set y $high

set mem [dbGet [dbGet top.insts.cell.subClass block -p2].name $sram]

foreach i $mem {

placeInstance $i $x $y -placed

set width [dbGet [dbGet top.insts.name $i -p].box_sizex]

set x [expr $x + $width]

}

利用这个脚本快速将macro放进core内，然后上色：setMultiColorsHier

之后就可以根据数据流的关系图进行macro的顺序摆放。

B. 在缺少前端提供的数据流图的时候，也可以先快速把macro摆进core内，然后在自行分析数据流的关系。

方法一，就是按照gui界面的module之间的flightline的关系绘制数据流，然后进行估计摆放；

方法二，为了进一步确认module之间的具体数据交互关系，可以使用report_timing

进行分析，这一步可能需要花点时间，但是只需要做一次。

例如：report_timing -from [get_cells [all_registers] -filter "fullname =~ *A*" -hierarchical] -to [get_cells [all_registers] -filter "full_name =~ *B*" -hierarchical]

可以将相应的module的关键字写成list，利用foreach循环report得到完整的数据交互关系文件，再自行分析。

第三步，迭代求完美

初版floorplan布局完成之后，可以进行powerplan等后续操作，然后保存def文件。

兵分两路，一路将def反馈给综合人员，进行 phycail aware 的综合，进一步优化；

另一路，进行place，看overflow和timing的情况，然后直接route，看drc的情况。

这两路同时进行，第二路可以根据overflow和drc的情况进行分析，有针对的调整，以期得到更优化的floorplan；第一路，等待综合结果和上一版进行比较，是否得到优化，采用更优化的一版再run。

如此这般，反复迭代，直到得到一个满足各方面要求的floorplan来。这个迭代次数有可能是一次，有可能是多次，全看工程师的功夫了。不过，如今工具的有很大的改进，比如C家的INNOVUS，可以用工具进行自动floorplan，那么我们也可以借鉴工具做的布局，虽然工具未必完美，倒是有一定的参考价值。

小结：floorplan是后端工程师做项目的开始步骤，也是关键步骤，这里的功夫需要一定的脚本能力，更需要对布局的理解和经验，甚至是一种感觉。而这种感觉自然是靠经验支撑起来的，这一步是后面一切操作的基石，做好了，后期工作就会很顺利，不然就是一个反复迭代的过程。在迭代中求得完美，也是工程师的素养。当然，经验的积累就是要靠不断地尝试和灵活的借鉴，利用手头一切可以利用的资源最大化的提高工作效率。

floorplan的操作流程大体如此，更细致的操作技巧有待后续分享。