創(chuàng)新型全芯片LVS檢查工具：加速驗證流程，提升設計效率

隨著片上系統(tǒng)（SoC）設計領域的不斷發(fā)展，設計的復雜性與芯片技術的持續(xù)進步緊密交織，共同推動著電子設備未來的發(fā)展。

為滿足自動駕駛和5G網(wǎng)絡等先進應用對芯片的高要求，半導體晶圓廠紛紛采用復雜的層疊技術和多重光刻等技術，在越來越多的掩膜上實現(xiàn)更多晶體管的布局。這些大型SoC設計的開發(fā)過程在多個階段都面臨著挑戰(zhàn)，尤其是在版圖物理驗證這一關鍵階段，由于先進工藝節(jié)點（7納米、5納米、3納米等）以及掩模數(shù)量的增加使得這一挑戰(zhàn)尤為突出。這一驗證步驟是芯片設計至關重要的里程碑，是芯片流片路上最重要的環(huán)節(jié)之一。

版圖與原理圖一致性檢查（Layout-versus-Schematic，LVS）是SoC（系統(tǒng)級芯片）開發(fā)流程中的關鍵環(huán)節(jié)，其核心是確保芯片上的邏輯表示與物理實現(xiàn)相吻合。但隨著SoC設計日趨復雜和芯片技術的不斷進步，曾經(jīng)被認為簡單的LVS如今面臨著重大挑戰(zhàn)。

在審視LVS在芯片開發(fā)中作用的變化時，我們將打破一個常規(guī)的誤解：即認為LVS僅是芯片開發(fā)過程中的一項固定步驟。相反，我們將探討新興LVS工具如何沖破傳統(tǒng)流程的限制，帶來創(chuàng)新的方法論。

應對物理驗證挑戰(zhàn)

現(xiàn)代SoC的開發(fā)涉及到多個方面，設計團隊需利用各種工具和方法來應對愈加復雜的設計、更短的設計周期和更多的驗證要求。借助LVS按時完成物理驗證可以有效防止計劃延誤，避免上市時間延長，從而保障芯片的市場競爭力。

為了將物理驗證提前至設計流程的早期階段，有必要在SoC布線前的多個不同階段進行驗證。一旦SoC的主體部分組裝完畢，LVS檢查就可以與全芯片裝配工作并行啟動?，F(xiàn)代LVS工具需能夠最初在宏觀/IP/模塊層面上運行，并迅速評估整個芯片設計的狀態(tài)，提供有價值且可操作的反饋，使開發(fā)者能夠及時解決問題。

▲加速SoC物理驗證簽核

在大規(guī)模電路設計的背景下，LVS流程耗時數(shù)十小時甚至數(shù)日都是常有的情況。根據(jù)設計的清晰度，通常涉及到多次迭代，包括調試錯誤、糾正設計以及重復進行LVS的過程。鑒于現(xiàn)代電路設計的復雜性，即使對于經(jīng)驗豐富的開發(fā)者來說，管理這一反復的過程也證明是充滿挑戰(zhàn)且耗時的。

在芯片項目的最后階段，執(zhí)行LVS、調試以及迭代的復雜性往往是導致進度延誤的主要原因。當LVS首次在整合了所有設計組件的布局上運行時，這一挑戰(zhàn)會變得更加嚴峻，因為這一階段可能會揭露之前合并過程中未曾顯現(xiàn)的眾多新問題。這些問題可能包括IP的挑戰(zhàn)、接口引腳對齊錯誤、頂層短路、集成錯誤等等。

創(chuàng)新型全芯片LVS檢查工具：加速驗證流程，提升設計效率

面對這些挑戰(zhàn)，新思科技推出了搭載Explorer LVS技術的創(chuàng)新型新思科技IC Validator。這款現(xiàn)代LVS工具可以在早期完整芯片LVS運行中快速識別問題的根本原因，為更高效、更可靠的驗證流程鋪平道路，從而支持數(shù)十億個晶體管的超大型芯片設計。

LVS可以在設計和驗證周期的任何階段使用，但效益最大化的時機是在完成全芯片集成后立即運行它，這時通?？梢詸z查出最意想不到的問題。在第一階段，工具啟動基于文本的短路檢測并剔除等效單元。第二階段進行連通性不匹配和開/短路檢測。此外，它還會標定等效單元以便提取，并進行黑盒測試對比。在最后階段，將進行全面的LVS檢查，提取所有層次和數(shù)據(jù)，執(zhí)行全方位對比分析。

開發(fā)者可以利用摘要報告來評估全芯片設計的整體質量，確保設計已經(jīng)準備好簽核，且所有錯誤已被排除。如果在簽核之前出現(xiàn)臨時更新，Explorer LVS能夠確保設計的完整性不受影響。與傳統(tǒng)工具相比，這個工具能幫助客戶以多達30倍速度加快運行，減少多達30倍內存用量。

▲Explorer LVS的實際性能表現(xiàn)

用現(xiàn)代化LVS工具，更早更自信地流片

隨著芯片技術的不斷進步和對更高性能電子設備的不懈追求，理解LVS不斷演變的角色，并將其盡可能地向設計流程的前端移動，已成為設計團隊的首要任務。盡早對全芯片進行LVS檢查，快速自動地定位根本原因，不僅能縮短產(chǎn)品上市時間，還能為創(chuàng)新留出更多空間。借助現(xiàn)代化的LVS工具，SoC開發(fā)者能夠在確信已經(jīng)識別并解決了所有LVS問題的情況下，更早地自信地完成流片。

審核編輯：劉清