"标准单元是什么?常提到的标准单元高度6T, 9T, 12T 又代表什么?有什么区别?
"标准单元standard cell是ASIC设计流程中作为基本构建块使用的定义明确和预先表征pre-characterized的单元。所有这些cell的高度相等,可以轻松放入标准单元行row中,并节省了大量ASIC设计时间。
01.标准单元的布局
所有标准单元的高度都相同。在下图的帮助下,对标准单元的主要特征进行解释。
典型的标准单元定义,单元的高度定义为可以容纳的金属数量。宽度定义为在水平轴上栅极(poly)的数量;CPP(Contacted Poly Pitch,接触聚合物间距)是指两个平行poly之间的最小距离(以橙色表示)。
标准单元布局样式:
在标准单元的顶部,有VDD rail,底部有VSS rail。两个电源导轨都拉入M1(metal 1)层。在VDD rail和VSS rail之间有三个主要区域,一个N-well区域、一个N-well和P-well区域的间隙。N-well区域靠近VDD rail,P-well区域靠近VSS rail。PMOS晶体管建在N-well内部,因此所有PMOS晶体管都在cell的上半部分,同样,所有NMOS都在标准单元的下半部分。
标准单元中的tracks:
tracks可以被定义为Layout 中金属层的线宽。tracks意味着一个M1间距。标准单元的高度通常以其内部的tracks数来衡量。就像6T标准单元意味着标准单元的高度是M1的6 tracks。
下图给出了9T标准单元的示例。9T高度标准单元, ISLPED 2017
标准单元是在设计中预定义的逻辑元素。这些单元按网格布局。轨道定义了标准单元布局的高度。例如,根据IMEC,10nm可能具有 7.5T 高度,栅极间距CPP为64nm,金属间距 (pitch M1/M2) 为 48nm。
02. 性能和面积权衡
小型晶体管标准单元用于高密度设计,这些cell功耗低。大型晶体管标准单元面积大,但性能非常好。中型晶体管标准电池在大晶体管和小晶体管之间权衡。因此,面积/功耗与性能之间存在balance。
不同高度标准单元的性能和面积之间的权衡, 高度越大,密度(density)越低面积越大, 速度(speed)越快性能越好.
这些cell的各种应用如下:
小型晶体管cell(6T cell)
最小面积和低功耗
移动应用
超低功耗应用
嵌入式微控制器
中晶体管cell(9T cell)
平衡面积和性能
通用计算
图形处理器
大面积
高性能和速度
高速计算
关键模块
来源:十二芯座
关键词:
标准单元
晶体管