我們?cè)贏PR的時(shí)候，所用到的std cell或者IP、macro都是要吃LEF的，而最終交付生產(chǎn)的時(shí)候要生成GDS文件給工廠。那么這兩個(gè)文件都是什么意思呢？需要注意哪些問(wèn)題？我今天就來(lái)詳細(xì)探討一下。
首先，什么是LEF？全稱(chēng)為library exchange format，注意這里的L是library，不要把LIB搞混了，LIB是liberty。它是一種庫(kù)交換格式，只記錄了在APR時(shí)所要用到的最基本的物理信息，多一點(diǎn)都不記錄。什么意思呢，各位想一想后端設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們要擺放連線一個(gè)cell或者IP，需要什么信息呢？是只有他的size和出pin的信息的，出pin的信息包括pin的形狀，出的層，以及它的mask等。LEF其實(shí)就包含這兩方面的內(nèi)容。一個(gè)cell、一個(gè)ip、一個(gè)block，甚至一個(gè)chip都可以抽L(zhǎng)EF出來(lái)。有了LEF，我們就知道了我們要擺的元器件的大小和它的pin，我們就可以擺放和繞線了。所以說(shuō)LEF是更高層級(jí)使用的最基本的物理信息文件。
而GDS就不一樣了，它在我們的design設(shè)計(jì)時(shí)其實(shí)并不需要，它是我們最終交付給代工廠生產(chǎn)的文件，我們只要記住這一點(diǎn)，這是最終tape out所要用到的最終文件。整個(gè)設(shè)計(jì)流程那么多，用到的文件多如牛毛，但是最后芯片要生產(chǎn)出來(lái)，交給機(jī)臺(tái)的就是GDS。如果不考慮dft測(cè)試或者其他的驗(yàn)證工作，其實(shí)交付出一份好的GDS就宣告設(shè)計(jì)結(jié)束了。那么，GDS會(huì)包含哪些信息呢？不知道讀者有沒(méi)有了解芯片制造相關(guān)的內(nèi)容，我大概講一下，制造的時(shí)候分為很多工序，刻蝕啊，注入啊很多，每一個(gè)poly、metal、oxide、n well、p substrate都是一步一步生成的。GDS就是詳細(xì)記錄了所有這些實(shí)際的材料的物理信息，它們的層數(shù)、位置、形狀?；蛘呖梢赃@么說(shuō)，當(dāng)你拿到一塊生產(chǎn)好的芯片，你是完全可以很簡(jiǎn)單的逆向推出它的gds的。（當(dāng)然我說(shuō)的是理論上是很簡(jiǎn)單的）只要把每一種材料的物理信息一字不落地記錄下來(lái)就是GDS了。我們?cè)谧詈驪V signoff的時(shí)候，就根本不會(huì)查看APR的DB，而是直接signoff的GDS。GDS過(guò)了，整個(gè)芯片的PV才算過(guò)了。（什么是signoff、PV會(huì)在之后其他文檔講）。
聽(tīng)到這里，可能小伙伴還是有點(diǎn)糊涂，那么我想用一個(gè)最簡(jiǎn)單的問(wèn)題來(lái)加深大家對(duì)這兩者的理解，也就是本文的標(biāo)題——LEF和GDS匹配問(wèn)題。實(shí)際上，我們?cè)诤蠖俗鯝PR的時(shí)候會(huì)用到元件的LEF，做完以后生成一份chip的GDS，那我們會(huì)用到GDS嗎？會(huì)的，GDS其實(shí)不光包括chip的，每個(gè)cell、ip、macro都有自己的GDS。那么問(wèn)題就來(lái)了，既然如此，我們最終抽出來(lái)的GDS包不包括cell內(nèi)部的信息？要知道我們?cè)贏PR的時(shí)候可是把cell看成了一個(gè)黑匣子或者說(shuō)空殼的，只有pin可以被看到。實(shí)際上，APR最終出來(lái)的GDS確實(shí)沒(méi)有cell或者macro內(nèi)部的信息，要想最終交付生產(chǎn)，還要把我們chip的GDS和用到的所有元件的GDS merge起來(lái)，這樣才能形成一份完整的可以交付給工廠的GDS。而在merge的時(shí)候，會(huì)有可能發(fā)生LEF和GDS不匹配的問(wèn)題。GDS包括所有的物理信息，LEF包括pin和cell大小的信息。假如LEF寫(xiě)的pin的位置和GDS寫(xiě)的pin的位置不一致，會(huì)發(fā)生什么情況呢？假如這個(gè)pin外接的時(shí)候直接打了一個(gè)via，那么，APR的時(shí)候就會(huì)把這個(gè)via砸在LEF認(rèn)為的位置，而這個(gè)via的信息最終會(huì)寫(xiě)在chip的GDS中，這樣，chip的GDS和cell GDS merge的時(shí)候，這個(gè)via的位置可能就不是cell GDS中pin的位置，那樣這個(gè)pin等于就沒(méi)有被連上，或者說(shuō)產(chǎn)生了DRC，這就是很?chē)?yán)重的問(wèn)題了。所以一定一定要保證我們用到的LEF和最終merge的GDS一致才可以。
可能有還沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)項(xiàng)目的小伙伴會(huì)覺(jué)得這種情況也能發(fā)生？實(shí)際上，項(xiàng)目進(jìn)行的時(shí)候，LEF和GDS可能都會(huì)在更新的，一般會(huì)有專(zhuān)人來(lái)維護(hù)所有的lib，那么就有可能不小心LEF用的是v1，GDS用的v2，這樣必然會(huì)產(chǎn)生PV的DRC，而這種DRC，在APR tool里是不可能發(fā)現(xiàn)的。所以一定要注意這個(gè)問(wèn)題。
微信公眾號(hào)：偉醬的芯片后端之路
