第202章 “天樞一號”的呼之欲出
字數:4287 加入書籤
在啟明芯的其他戰線捷報頻傳之時,決定公司未來命運的核心戰場——「天樞一號」soc芯片的研發,也終於進入了最為驚心動魄、也最令人期待的最後階段:流片前的最終簽核!
深圳研發中心,soc設計與驗證部門。
這裏已經連續數周處於一種近乎“戰時狀態”的極限運轉之中。空氣中彌漫著濃烈的咖啡因和腎上腺素的味道。巨大的電子倒計時牌懸掛在最顯眼的位置,上麵的數字無情地跳動著,提醒著每一個人,距離將設計數據最終提交給台積電那條全球最先進之一的 65n 工藝生產線的截止日期,隻剩下最後幾天!
「天樞一號」,這顆被林軒和整個啟明芯寄予厚望的、旨在為「北辰」os提供完美硬件支撐、並一舉奠定智能手機時代技術領先地位的旗艦級soc,其設計的複雜度和挑戰性,都遠遠超過了公司之前的任何一款產品。
數十億級別的晶體管集成度! 高性能、低功耗的多核「蒼穹」cpu架構! 經過大幅升級、具備強大2d3d加速和早期gpgpu能力的「靈猴」gpu核心! 支持hspa3.5g)網絡的、極其複雜的基帶處理單元! 還有高速內存接口、豐富的多媒體引擎、硬件安全模塊、以及精密的電源管理網絡……
所有這一切,都要被集成在指甲蓋大小的矽片上,並且要使用當時還非常“嬌貴”、對設計規則要求極其嚴苛的 65n 工藝來實現!
其難度,不亞於在針尖上建造一座超級都市!
任何一個微小的設計失誤,任何一個潛在的製造缺陷,都可能導致數千萬美元的流片費用打水漂,更可能將整個「北辰」計劃的發布時間推遲數月甚至半年以上!
因此,流片前的最終簽核驗證,成為了壓在所有硬件工程師心頭的一塊巨石。他們必須像拿著最高倍數的顯微鏡一樣,對設計的每一個角落進行最後的、最徹底的檢查,確保萬無一失!
戰場一:與時序的最後一搏!
負責物理設計和時序收斂的後端團隊,在張偉的帶領下,正進行著最後的“浴血奮戰”。< 工藝下,晶體管的開關速度極快,但互連線延遲的占比卻急劇上升,而且工藝偏差的影響也變得極其顯著。要讓芯片上數億條邏輯路徑,都能在目標時鍾頻率例如cpu核心目標頻率可能高達 500?600hz)下穩定工作,並且留有足夠的時序裕量,難度極大。
“報告張總!gpu渲染管線中的一條關鍵路徑,在最差工藝角下,存在 ?35ps 的負時序裕量!嚐試了多種優化手段,效果都不理想!”一位負責gpu後端實現的工程師,盯著「盤古時序」工具報告的紅色違規信息,急得滿頭大汗。
?35ps!這在高速電路中,幾乎是不可逾越的鴻溝!
張偉立刻召集相關工程師進行緊急會診。他們調取了這條路徑的詳細信息,發現它跨越了多個邏輯層級,並且經過了一段較長的連線。
“能不能插入幾個更高驅動能力的buffer?”有人提議。 “試過了,效果不明顯,反而增加了麵積和功耗。” “能不能讓「盤古」p&r工具強製優化這條路徑的布局,縮短連線長度?” “也試過了,但可能會影響到其他路徑的時序,按下葫蘆浮起瓢。”
就在大家一籌莫展之際,一直關注著驗證進展的林軒,通過視頻連線給出了一個建議:“這條路徑的邏輯功能是什麽?能不能和前端邏輯設計的同事溝通一下,看看是否可以在rt層麵,通過插入流水線寄存器的方式,將這條長路徑打斷成兩段或三段?雖然會增加一到兩個時鍾周期的延遲,但可以大幅提升吞吐量,即有效運行時鍾頻率。對於gpu這種並行處理單元來說,延遲的影響通常沒有頻率那麽致命。”
這個建議點醒了眾人!他們立刻與負責gpu邏輯設計的前端工程師溝通,發現確實可以通過微調rt代碼,在不影響功能正確性的前提下,插入流水線寄存器來優化這條關鍵路徑!
經過快速的rt修改、邏輯綜合和重新布局布線,最終的時序報告顯示,那條原本令人絕望的 ?35ps 違規,被成功消除!所有關鍵路徑的時序都收斂了!
戰場二:與功耗的“斤斤計較”!
模擬與電源管理團隊,則在進行著最後的功耗簽核。
他們利用「盤古功耗」工具,對芯片在各種典型應用場景如待機、通話、遊戲、高清視頻播放)下的峰值功耗、平均功耗、以及靜態漏電功耗,進行著最終的精確評估。
“老王!cpu核心在運行某個特定測試程序時,峰值功耗超了預算 8!”一位工程師報告道。
老王負責模擬設計)立刻調出詳細的功耗分析報告和對應的電路圖,仔細排查。最終發現,是由於該測試程序會觸發cpu內部某個不常用的浮點運算單元fpu)長時間處於高活動狀態,而該單元的時鍾門控邏輯設計得不夠精細,導致了不必要的功耗浪費。
小主,這個章節後麵還有哦,請點擊下一頁繼續閱讀,後麵更精彩!
他們立刻與cpu設計團隊溝通,優化了該單元的時鍾門控邏輯,並建議os內核團隊在不使用fpu時,通過軟件指令將其置於更深度的睡眠狀態。經過修改和重新仿真,峰值功耗被成功壓回了預算之內。<)功耗的“斤斤計較”,貫穿了整個功耗簽核的始終。
戰場三:與物理規則的“像素戰爭”!
當所有的功能、時序、功耗都基本達標後,最後的、也是最繁瑣的一關,便是物理驗證。
負責物理驗證的工程師們,正麵對著「盤古驗證」工具報告出的、密密麻麻的、可能高達數萬甚至數十萬個設計規則檢查drc)違規和版圖與原理圖一致性vs)檢查錯誤列表。
這些錯誤,有些可能隻是微不足道的間距或尺寸偏差,有些則可能是致命的短路或開路。工程師們必須像偵探一樣,耐心地、逐一地去定位、分析和修複每一個錯誤。
時間一分一秒地流逝,距離最終的deadine越來越近。整個部門都處於一種高度緊張、近乎窒息的氛圍中。
終於,在距離gdsii提交前最後幾個小時,所有的驗證流程都畫上了代表“通過”的綠色標記!
drc cean! vs cean! erc cean! tiing et! poer optiized!
當最終的signoff報告生成,確認芯片設計在所有關鍵環節都已達標,可以正式交付流片時,一直緊繃著神經的陳家俊,這位鐵打的漢子,也忍不住長長地籲了一口氣,感覺全身的力氣仿佛都被抽空了。
他站起身,環視著一張張寫滿了疲憊、但更多是如釋重負和自豪的臉龐,用略帶沙啞的聲音宣布:“各位!「天樞一號」……設計定型!準備……tapeout!”
沒有想象中的歡呼,隻有一片短暫的沉寂,隨即被一陣更加熱烈、仿佛要將屋頂掀翻的掌聲和歡呼聲所淹沒!
無數個不眠之夜的奮鬥,無數次技術難關的跨越,無數輪嚴苛驗證的洗禮……所有的艱辛和付出,在這一刻都化作了成功的喜悅和對未來的無限憧憬!
「天樞一號」,這顆凝聚了啟明芯最高智慧和心血、承載著「北辰」帝國夢想的“龍珠”,終於被成功地孕育出來!
接下來,它將被送往世界上最先進的“煉丹爐”晶圓廠),經曆烈火的淬煉。幾個月後,它將以矽片的形式,“破殼”而出!
而那一天,將是啟明芯真正向世界宣告一個新時代到來的時刻!
喜歡國芯崛起:從香江到矽穀請大家收藏:()國芯崛起:從香江到矽穀書更新速度全網最快。
