在完成以上各个模拟子模块的版图设计后,接下去要把这些模拟子模块拼起来,形成D508项目模拟模块的整体版图。版图拼接的过程就是完成模拟模块的布局布线。所谓布局就是将组成集成电路的各部分合理地布置在芯片上,而布线就是按电路图给出的连接关系,在版图上不同元器件之间、各子模块之间的连接。
大部分电路的设计是采用非常小的、易于控制和易于理解的电路的组合,连接这些小的电路产生一个大的、复杂的电路,即通过小的、易于理解的功能块构造大的设计。为使版图更加紧凑,在设计各模拟功能块时应尽可能采用矩形,因为众多矩形之间的协调比非规则版图结构更简单。如果不得不将版图设计成不规则形状的时候,应该考虑与该功能块相关的其他功能模块单元版图的形状。以上介绍的各个模拟功能子模块通常都设计成矩形的版图。
一个好的模拟集成电路版图可以将串扰、噪声和失配等效应减至最小。对于D508项目这样由多个子模块组成的模拟部分的版图设计则主要是侧重于各模块的布局以及模块间的连线。模块级的模拟电路版图设计首先要了解各模块的特点,是大信号还是小信号、高压大功率还是低压小功率以及大电流路径还是小电流路径等关键问题,然后再进行合理的布局分割,对敏感的模块通过加保护环、PN结隔离等措施加以保护。图3-19为经过编排后D508项目模拟部分总体版图布局结构。
图3-19 D508项目模拟部分总体版图布局结构
在版图设计中,连线是很有讲究的,信号布线的正确顺序是:电源线、时钟信号、总线、特殊信号线和一般信号线。布线规划的目的是判断整个布线的复杂程度,确定芯片上用于布线的区域,并找到在完成全部布线的过程中潜在的瓶颈或问题。另外,也要预先估计到布线对芯片面积的影响。
D508项目信号线版图设计规则如下所述。
1)基于工艺参数和电路要求选择布线层。本电路采用的是两层铝的工艺,可以供选择。
2)使输入信号线宽度最小化,并谨慎地选择布线宽度。
3)在同一单元或模块中保持一致的布线方向。(www.xing528.com)
4)标注出所有重要信号,如振荡模块中的敏感信号等。
5)确定每个连接的最小接触孔数。
电源线版图设计准则如下所述:
1)利用不同分层的电阻率来确定合适的线宽。
2)使用最底层金属作为晶体管级单元的电源线,因为如果使用高层金属作为电源线,那么就需要通过通孔和局部互连来连接晶体管和电源,这样会占用空间并且限制单元的空隙率。
3)避免在电源线上开槽,并避免在单元上方布电源线。
D508项目利用层次化的设计方法来完成模拟部分宏单元的设计,易于操作。因各功能模块均设计为矩形,在充分考虑到布局布线后,使得最终设计出的模拟模块的版图更为紧凑,性能更佳。图3-20为最终设计出的模拟模块版图。
图3-20 最终设计出的模拟模块版图
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