標準單元法又稱為單元庫法,是一種宏單元設(shè)計法,它更 依賴于 cad 技術(shù).標準單元定制法就是把宏單元存儲在計 算機中,將其互連以形成一種定制電路.正如把類似的宏 單元排列并互連來定制門陣列電路一樣.
兩者之間的區(qū)別是,在標準單元法中,晶片不預(yù)制,每個 宏單元的全部掩膜板設(shè)計被存儲在計算機里,可能有十幾 層掩膜;而對于門陣列宏單元,一般壓縮為一種掩膜層, 用于宏單元間的互連.例如,對于前面所討論的兩層金屬 布線的門陣列,只有一層用來實現(xiàn)晶體管之間的互連,以 形成宏單元.在進行某一特定的系統(tǒng)設(shè)計時,設(shè)計師首先 完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計,然后從單元庫中選取合適的單元,將 其按行排列.行與行之間留有足夠的空隙用作單元之間的 布線通道.
下圖為一種典型的標準單元布線圖方案.單元行之間的連接從其 側(cè)邊自上而下地實現(xiàn),并穿越布線通道。這種標準單元 ic 的結(jié)構(gòu) 適合于采用現(xiàn)有的布局和走線算法使布線工作更容易進行
標準單元布線法所用的算法和印制板設(shè)計時采用的傳統(tǒng)自動布線 算法大同小異.因此,標準單元法真正體現(xiàn)了 cad 自動布局和布 線的風格,從而廣泛并成功地用于定制 vlsi 電路的研制.
標準單元法所采用的技術(shù)主要是 cmos 工藝.因為 cmos 具有集 成度高,低功耗和接近理想化的門傳輸特性等優(yōu)點。優(yōu)良的門傳 輸特性保證了器件的強抗干擾能力和優(yōu)越的輸入 / 輸出特性.
標準單元法的優(yōu)點之一是在一個管芯上可放置比門陣列法多 20%-30% 的額外功能,從而使得系統(tǒng)的外部連接盡可能減少。 一般在 i/o 緩沖器上功耗很大,減少外部連接可顯著降低功耗; 同時,與 i/o 相關(guān)的電容也減少,使芯片速度提高。常用于象微 處理器或存儲器這類要求布局面積最小的器件。