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巧用LEF实现row aware track规划

news 2025/10/19 8:05:23

对于常规的track，通常基于LEF里的pitch，offset就可以直接创建（PS：当然也有invs自动调整的场景，这个需要用户留意），但是由于std-cell 的PG pin的存在，这个对于M1 （std-cell pin layer）track，是有一点小复杂，如果用户想充分利用M1的track，需要一点小技巧，这篇文章采用了了LEF里的一个特性来实现这个目的。闲言少叙，ICer GO！
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大部分的std-cell LIB的pin （PG signal）基本都是出在最低层，譬如：M1，由于IR的考虑和tap-less的设计策略，M1的PG pin通常不会使用min width。所以用户会经常碰到M1的PG pin的相邻track无法利用的问题，从而导致一些track的浪费。

M1 track 的场景

譬如某55nm工艺，tech_lef 对M1的描述如下：

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可以看到，min width是0.09

PS: 这里为了方便，pitch (0.2) > width(0.09) + spacing (0.09)

std-cell的细节如下：

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item	value
Std-cell row	1.2
PG pin width	0.1
Track pitch	0.2

所以，这里在PG pin的相邻的track和PG pin的间距只有0.05，这个track显然是无法被利用的。

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另外，由于PG pin width（0.1）正好是pitch（0.2）的一半，tech_lef里边也声明了offset是0.1，所以这样的每一个stdcell的M1 的PG pin 都会处于M1的两个track的正中心。（见下图）

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PS：这里也是std-cell 设计成track的整数倍的一个原因，方便用户在row和track之间做关联

这样，对于上述情况，在每一行row的stdcell上都会重复出现

0.2(pitch) = pg_pin_width(0.1) + pg_pin_相邻track_spacing(0.02)*2

所以，为了可以让PG pin相邻的track可以使用利用上，就需将和PG相邻track 做特殊处理，其他的track 依然按照正常的pitch进行规划即可。

invs 内建命令方式

Invs里边提供了add_track的命令，可以对于局部track进行调整和定义，也支持使用比较复杂的-pitch_pattern和-width_pitch_pattern模式，同时也可以支持repeat功能，减少用户的脚本量。

譬如：

invs> add_tracks –pitch_pattern {M1 pitch n {pitch m repeat p} pitch n {pitch m repeat p} ...... pitch n {pitch m repeat p}}

基于pattern: pitch_n * 1 + pitch_n*p)的多次重复的M1 track array，直至die edge。这样的写法有以下几个问题：

脚本量过大：每一个pattern都需要手动重复
导出的DEF也较为复杂（基于输出脚本量）
不方便维护

所以，这里推荐采用下列的更为智慧的一种方式

LEF 指引实现row aware 的track构建

仔细观察这个问题，目前要解决的是std-cell PG pin相邻的track的间距，其他的track 依然维持当前的pitch。

功能介绍

在LEF 5.8里边，有一个property可以单独定义row对上下的track pitch要求，其余的pitch依然按照常规的的pitch构建

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譬如下例：

PITCH 0.1 FIRSTLASTPITCH 0.14

此时，invs会对基于row的相邻pitch，采用FIRSTLASTPITCH的定义：0.14，对于其他的pitch，使用PITCH 的定义：0.1，示意如下。

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所以，

row = FIRSTLASTPITCH * 2 + n*PITCH

这里的智能之处就是n是invs根据row和PITCH共同演算出来的，不需要用户去做显性定义，更不用去手动重复pattern，这个对于大大提升了track的创建效率，也减少了的DEF的数据量。

就这个例子而言，row是1.08，那么根据上述公式，可以得到n=8，完整算式是：

1.08（row） = 0.14（FIRSTLASTPITCH） * 2 + 8* 0.1 （PITCH ）

这种考虑row的pitch规划，可以很好的兼顾row和pitch，从而让所有的M1 track都是属于可用状态。由于这里是对FIRSTLASTPITCH统一规定，所以PG pin的中线（center line）需要位于两个pitch的正中央。目前看过很多std-cell lib，这个应该是std-cell的一个设计准则。