面向可靠芯片供电的电源规划

电源规划是物理设计中的核心活动，用于定义数字集成电路中供电网络和接地网络的构建方式。它决定电流如何进入芯片，如何到达宏单元和标准单元，以及如何在真实开关条件下保持电压稳定。结构良好的电源分配网络可以通过为设计的每个部分提供稳定的 VDD 和 VSS 电气路径，支持时序收敛、功能正确性、可制造性和可靠性。 主要技术重点是电源完整性。电流流过有电阻的金属结构时会产生 IR drop，从而降低逻辑单元实际可用的电压。过大的电压损失可能破坏时序裕量，并在高活动状态下导致失效。高电流密度还会产生电迁移风险，使金属线和过孔随着时间逐渐变弱。这些问题需要通过线宽选择、金属层选择、过孔容量、网格密度和早期 rail 分析进行系统控制。 物理电源网络由多个相互连接的结构组成。电源焊盘把供电引入芯片。核心环和模块环在主要区域周围分配电流。电源条带和网格在 floorplan 中扩展电流分布，并提供更强的覆盖能力和冗余能力。Followpin 电源轨把标准单元行连接到更大的网络，特殊电源布线把全局网络连接到标准单元、模块和 I/O 焊盘。每种结构都在完整电源路径中承担特定作用。 现代设计还会受到动态功耗、漏电功耗和多电压供电的影响。开关活动会使电流需求随时间变化，而漏电即使在空闲状态下也会持续存在。多电压设计通过使电压等级匹配性能需求来降低功耗，但也需要仔细的电压域划分和独立电源网格规划。稳健的电源规划把电气需求与物理实现连接起来，降低后期 IR drop 违规、电迁移问题和电源布线风险。 Catalogue: 电源规划基础 全局电源网络规划 IR 压降与电迁移 功耗分析输入输出 电源规划目标 电源规划的重要性 电源规划的基本要素 电源的早期规划活动 电源规划方法 主干线与电源环电源规划 统一芯片电源网格 电源规划中的电源条带 电源网格规划 导引引脚与连接环的用途 电源布线连接 使用特殊布线进行电源布线 电源布线流程 芯片功耗基础 多电源电压设计 多电压芯片的电源规划