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已有 289 次阅读| 2024-5-17 15:19 |系统分类:芯片设计

Synopsys Flow下的Standard Cell / Power management kit库的UPF兼容性修改

最近的一个项目需要做power gating，使用的工艺为很老的0.13um，arm/Artisan虽然提供了power management kit(PMK)来帮助实现所需的功能，不过奈何这些库的年代过于久远，不能很好地支持UPF流程，所以花了一些时间对这些库进行了修改，这样就能使用先进的frontend和backend工具中包含的功率优化功能，省去很多徒手劳作的时间。流程记载如下：

一. Standard Cell部分

和Artisan PMK对应的Standard Cell库是Metro。UPF综合要求liberty格式的库中包含cell的pg_pin定义，原始的库中是没有的。因为Standard Cell是single power rail的库，所以转换起来很容易，使用Library Compiler的add_pg_pin_to_lib或者add_pg_pin_to_db命令可直接完成转换。参见SOLD文档: UPF Library Preparation Application Notes. 生成的.lib或者.db已经包含了pg_pin定义，可直接在后续UPF流程中使用。转换过程同时使用.lib/.db和milkyway library作为输入，不需要pg_map_file。

二. PMK部分

PMK中的很多cell是multiple power rail的，比如always on cell, switch等。发现Artisan提供的.lib中不单没有pg_pin定义，连基本的power pin的定义和其它一些方面也不满足UPF flow对于library的要求（参见SOLD文档Library Compiler Modeling Timing, Signal Integrity, and Power in Technology Libraries User Guide第二章）。因此修改起来稍微麻烦些。修改.lib和.db的过程如下：

1. 使用add_pg_pin_to_lib命令，生成pg_pin_template（同时使用.lib和milkyway作为输入）。

2. 对生成的template文件作稍许修改，使它作为add_pg_pin_to_lib的map输入时不会报错，并根据milkyway里面提供的pin信息修改voltage_map等部分。

3. 使用上面做好的map文件通过add_pg_pin_to_lib命令生成新的.lib文件。

4. 根据文档Library Compiler Modeling Timing, Signal Integrity, and Power in Technology Libraries User Guide第二章的要求，结合具体cell的功能修改上面生成的.lib文件。因为lib中cell很多，为避免不必要的工作，可以删掉.lib中用不到的cell（比如这次只有一种电源电压，则可以删掉level shifter等）。

5. 修改好.lib后用Library Compiler编译生成新的.db，至此综合的target library部分修改完成。

检查发现milkyway reference library中power pin的定义也有问题，比如VDDG/VSSG（always on power)都被定义成了signal pin。为了后面的后端流程，也必须修改。为了使得修改更直观，采用了修改LEF文件，然后使用Milkyway tool重新生成reference library的方法。过程如下：

1. 根据datasheet和milkyway FRAM view提供的信息，修改LEF文件中power pin的定义，主要是增加USE POWER/USE GROUND等描述。

2. 使用Milkyway tool建立新的library，导入上面改好的LEF文件。

3. 使用Milkyway tool的命令update_mw_port_by_db，使用上面修改好的.db文件来对上面新建的milkyway library作更新，主要更新secondary power rail的power port的属性（如把always on cell的VDDG更新为backupPG.

4. 使用check_library命令比对.db和milkyway library后修改完成。

同.lib修改类似，可以删除LEF文件中不需要的cell。

完成上面所有修改之后，之前UPF综合中报出的跟power相关的warning和error全部消失。