#### 1、工藝角(Process?Corner)
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與雙極晶體管不同,在不同的晶片之間以及在不同的批次之間,MOSFETs 參數變化很
大。為了在一定程度上減輕電路設計任務的困難,工藝工程師們要保證器件的性能在某
個范圍內。 如果超過這個范圍,就將這顆IC報廢了,通過這種方式來保證IC的良率。
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傳統上,提供給設計師的性能范圍只適用于數字電路并以“工藝角”(Process Corners)的形式給出。其思想是:把NMOS和PMOS晶體管的速度波動范圍限制在由四個角所確定的矩形內。這四個角分別是:快NFET和快PFET,慢NFET和慢PFET,快NFET和慢PFET,慢NFET和快PFET。例如,具有較薄的柵氧、較低閾值電壓的晶體管,就落在快角附近。從晶片中提取與每一個角相對應的器件模型時,片上NMOS和PMOS的測試結構顯示出不同的門延遲,而這些角的實際選取是為了得到可接受的成品率。因此,只有滿足這些性能的指標的晶片才認為是合格的。**在各種工藝角和極限溫度條件下對電路進行仿真是決定成品率的基礎。**
注: SS、 TT、FF 分別是左下角的corner, 中心、右上角corner
#### 工藝角分析,corner analysis,一般有五種情況:
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fast nmos and fast pmos (ff)
slow nmos and slow pmos (ss)
slow nmos and fast pmos (sf)
fast nmos and slow pmos (fs)
typical nmos and typical pmos (tt)
t,代表typical (平均值)
s,代表slow(電流小)
f,代表fast(電流大)
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#### PVT (process, voltage, temperature)
設計除了要滿足上述5個corner外,還需要滿足電壓與溫度等條件, 形成的組合稱為PVT (process, voltage, temperature) 條件。電壓如:1.0v+10% ,1.0v ,1.0v-10% ; 溫度如:-40C, 0C 25C, 125C。
設計時設計師還常考慮找到最好最壞情況.**時序分析中將最好的條件(Best Case)定義為速度最快的情況, 而最壞的條件(Worst Case)則相反**。
根據不同的仿真需要,會有不同的PVT組合。以下列舉幾種標準STA分析條件\[16\]:
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WCS (Worst Case Slow) : slow process, high temperature, lowest voltage
TYP (typical) : typical process, nominal temperature, nominal voltage
BCF (Best Case Fast ) : fast process, lowest temperature, high voltage
WCL (Worst Case @ Cold) : slow process, lowest temperature, lowest voltage
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在進行功耗分析時,可能是另些組合如:
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ML (Maximal Leakage ) : fast process, high temperature, high voltage
TL (typical Leakage ) : typical process, high temperature, nominal voltage
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#### OCV (On-chip Variations)
由于偏差的存在,不同晶圓之間,同一晶圓不同芯片之間,同一芯片不同區域之間情況都是不相同的。造成不同的因素有很多種,這些因素造成的不同主要體現:
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1,IR Drop造成局部不同的供電的差異;
2,晶體管閾值電壓的差異;
3,晶體管溝道長度的差異;
4,局部熱點形成的溫度系數的差異;
5,互連線不同引起的電阻電容的差異。
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OCV可以描述PVT在單個芯片所造成的影響。更多的時候, 用來考慮長距離走線對時鐘路徑的影響。在時序分析時引入derate參數模擬OCV效應,其通過改變時延遲的早晚來影響設計。
#### 三種STA(Static Timing Analysis)分析方法:
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1,單一模式, 用同一條件分析setup/hold ;
2,WC_BC模式, 用worst case計算setup,用best case計算hold;
3,OCV模式, 計算setup 用計算worst case數據路徑,用best case計算時鐘路徑;
計算hold 用best case計算數據路徑,用worst case計算時鐘路徑;
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