IC產業常用術語：LEF? LIB? -小白筆記(2)

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看看小灰筆記本~

Macro/ Block/ Cell: 單元

這幾個詞會輪流混用出現，都在表達一個"單元"/"模塊"的概念，進行IC設計，可以利用已經預先設計好的一些單元(如前述所說的IP)，這些單元有大有小，大單元裡面也是由一些更小的單元拼起來的，在講這些單元的時候就是用Macro/ Block/ Cell這幾個term，簡單理解他們就是相對關係上的Big/ Middle/ Small Box。

LEF: Library Exchange Format

是一種檔案格式，檔案裡面描述這個單元的物理屬性，包含大小、端口位置、各層定義、通孔定義等，簡單想成這個單元的外框，要跟別的單元能夠互相連接的那些訊息，至於裡面有什麼內容先不管。LEF包含的資訊大概可以這麼理解：A大樓建地200坪共10層樓高，一樓有5個出入口，五樓有保留天橋空間，頂樓有空中花園，B大樓建地200坪共15層樓高，一樓有8個出入口，同樣在五樓有保留天橋空間，頂樓有空中花園，兩棟地下室停車場完全相連共用。
前面有提到IC可以利用各種IP來拼，那在設計階段，有可能IC和IP是同時開發，要用到這些開發中的IP時，只要先提供出IP的LEF，就也可以開始進行IC level的開發。

DEF: Design Exchange Format

LEF是一個框先不管裡面的東西，DEF則是仔細描述整個單元裡面的設計信息，有多少數量的pin(接腳)、nets(線)，相互連線關係、位置圖…等等；比如：A棟每層四戶兩部電梯，每戶格局是三房兩衛，B棟每層六戶兩部電梯，每戶格局兩房一衛，其餘細節族繁不及備載，就想像一下去看房子的那些介紹。

LIB: Liberty timing file

檔案內容描述這個單元的時序和功耗，那理解重點的話記住"LIB是描述時序的檔案"就可以了，如：delay time(input到output的時間)、transition time(訊號在改變過程(ex:0→1)中花的時間)、requirement of setup time(訊號到來之前要維持穩定的時間，才能保證訊號有被正確接收)、requirement of hold time(訊號進入之後要維持穩定的時間，才能保證往下一層傳是正確的)。
關於時序的概念中，最常提及的就是setup time、hold time，在時序分析中也會一直關注與強調，參考下方網站說明這兩個的意義，解釋得非常生動：https://m.xuite.net/blog/bcshih.tw/jobs/285630094。

EM: Electromigration

電遷移，在高密度電流(也就是裡面有很多電子)流過接線(金屬線)時，電子撞擊使金屬原子移位，可能會在原處產生空位－金屬連接線斷線(open circuit)，也可能都堆積在一起產生新的連線－金屬連接線之間短路(short circuit)。

IR Drop:

歐姆定律V=IR，IR drop就是voltage drop(壓降)，但是大家都講IR drop；通常電流我們比喻為水流，就想像自來水廠從源頭供應水，流經巨大的地下管路，再分散到各區的中型管路，再到各家各戶的水管，水流越來越小，過程中也會遺失一些水；在設計IC時會預想一個理想電壓提供給IC，但經過層層線路抵達要運作的單元時，會損失一些電壓，所以要計算分析各種損失，使得IR drop可以控制在一個容許範圍。

CTS: Clock Tree Synthesis

意思是在IC裡面佈線時鐘網絡，就是把時鐘訊號連線拉到每個器件裡，才能告訴它何時該工作，常見的時鐘佈線方式如下圖，就像樹木那樣有大枝幹再分支到小枝幹，所以叫Clock Tree：

你的手機時間快我兩分鐘，他的又慢我三分鐘，約五點結果大家都照自己時間抵達；在IC裡面差之毫釐可是失之千里，所以CTS的目標就想成要讓大家的時間都盡量一致，想辦法保持時鐘訊號的完整性，且到各器件彼此之間的差異盡量小。

STA: Static Timing Analysis

對設計進行時序分析，檢查畫完的圖有沒有違規(timing violations)，設計中每一條路徑的起點到終點，是否符合當初定義的限制條件(constraints)，比如講好台北到台中只能小於兩小時，結果你偏偏要先去宜蘭再到台中，就不能這樣隨心所欲，或是一開始設定台北到台中只能十分鐘，連開飛機都開不到，起降時間就超過了，那就要回去改一下，放寬限制條件，類似這樣的概念。

MMMC: Multi-Mode, Multi-Corner

在時序分析裡，會設定不同條件(corner)－高低溫、晶圓製程中的變異參數、工作電壓的不穩定...，和不同模式(mode)－工作模式、待機模式、測試模式...，搭配組合成不同的分析視角(analysis view)，叫做MMMC多模式多端角分析。

ECO: Engineering Changing Order

ECO會用在很多地方，在IC正在設計的過程中，強調的重點是手動變更去改設計，主要是因為後端工程師已經畫完layout了才說要改設計，那不可能從頭開始來過，就靠工程師去找出哪裡的邏輯需修改，去改netlist裡面的那一段，然後layout在對照著這一段修改；可能就想成頭髮剪壞燙壞染壞，不可能重新留長兩年後再來弄吧，就只能請設計師盡量改，或是說用蓋房子譬喻的話可能是都蓋完了外牆造型都處理好了，然後說陽台造型要改一下，前後門裝飾柱要倒圓角，那也不可能敲掉重蓋，只能想辦法修了。
字面看起來好像ECO不難理解，就工程變更嘛，其實系統廠也很常講ECO(或ECN)，但實務上代表的含意有點不太一樣，系統廠裡確認改設計之後發ECO主要是為了變更物料，做改版紀錄外，也講清楚物料要怎麼改，舊料要直接全部丟掉還是可以用完再換新的。