Optimization of detailed design for UDSM (ultra deep submicron) integrated circuits

UDSM（超深亚微米）集成电路详细设计优化

• 批准号: 09650383
• 负责人: ONODERA Hidetoshi
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: KYOTO UNIVERSITY
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09650383/
• 关键词: optimization of detailed design; Low power design; High speed design; Cell-base design; Library generation; Standard cell library; Gate sizing; Input reordering; 詳細設計; 低消費電力化; クロストーク; 遅延最小化; ディープサブミクロンプロセス; ASIC; システムLSI; 物理設計; 遅延最適化; 消費電

We have studied design optimization methods for UDSM integrated circuits. In particular, we have developed a gate-level optimization method combined with layout design(we call this "detailed design") and its related techniques.In the detailed design, accurate delay and power estimation are necessary. We have developed an quasi-analytical method for delay and power estimation of CMOS gates driving a CRC pi load. The error of the estimated delay is around 3% in average while the calculation speed is 1000 times faster than circuit simulation.The target of the detailed design optimization is a cell-base designed ASIC.In this case, the performance of the cell library directly affects the performance of the designed ASIC.We have developed a generation system of a standard cell library with optimized performance for a target design.As for the methods for detailed design optimization, we have worked on input reordering and gate sizing. Power dissipation, as well as delay, is optimized by these methods. We have focused on the power dissipated by glitches. Considering glitch reduction in the optimization process, we have succeeded to reduce power dissipation further from the minimum sized circuit that has the lowest capacitive load.

研究了UDSM集成电路的设计优化方法。特别是，我们开发了一种结合布局设计（我们称之为“详细设计”）及其相关技术的门级优化方法。在详细设计中，需要精确的时延和功率估计。我们开发了一种准解析方法来估计驱动CRC pi负载的CMOS门的延迟和功率。估计的延迟误差平均在3%左右，而计算速度比电路模拟快1000倍。详细设计优化的目标是一个单元基设计的专用集成电路。在这种情况下，单元库的性能直接影响到所设计的ASIC的性能。我们为目标设计开发了一个具有优化性能的标准单元库生成系统。在详细设计优化的方法上，我们进行了输入重新排序和栅极尺寸的研究。通过这些方法，优化了功耗和延迟。我们关注的是故障造成的功率损耗。考虑到优化过程中的故障减少，我们已经成功地从具有最低容性负载的最小尺寸电路进一步降低了功耗。

项目成果

小野寺秀俊: "P2Lib : スタンダードセルライブラリ自動生成システム" 情報処理学会論文誌掲載決定. Vol.40, No.4. (1999)

小野寺秀俊：“P2Lib：标准单元库自动生成系统”被选为日本信息处理学会杂志第40卷第4期（1999年）发表。

M.Hashimoto: "A Power Optimization Method Considering Glitch Reduction by Gate Sizing" Proc.1998 IEEE/ACM ISLPED. 221-226 (1998)

M.Hashimoto：“考虑通过栅极尺寸减少毛刺的功率优化方法”Proc.1998 IEEE/ACM ISLPED。

A.Hirata, H.Onodera, and K.Tamaru: "Estimation of Propagation Delay Considering Short-Circuit Current for Static CMOS Gates, "" IEEE Trans.Circuits and Systems-I. Vol.45. 1194-1198 (1998)

A.Hirata、H.Onodera 和 K.Tamaru：“考虑静态 CMOS 栅极短路电流的传播延迟估计”，IEEE Trans.Circuits and Systems-I. Vol.45. 1194-1198 (1998)

平田昭夫: "抵抗分を含む負荷を駆動するCMOS論理回路のゲート遅延時間計算手法" 情報処理学会論文誌掲載決定. Vol.40, No.4. (1999)

Akio Hirata：“驱动包含电阻的负载的 CMOS 逻辑电路的栅极延迟时间计算方法”被选发表在日本信息处理学会杂志第 40 卷第 4 期（1999 年）。

橋本昌宜: "グリッチの削減を考慮したゲート寸法最適化による消費電力削減手法" 情報処理学会論文誌掲載決定. Vol.40,No.4. (1999)

Masayoshi Hashimoto：“通过考虑毛刺减少的门尺寸优化来降低功耗”被选发表在日本信息处理学会杂志第40卷第4期（1999年）。