Introducción al trabajo de diseño de circuitos integrados: "Ingeniero de diseño de backend digital"
Introducción al trabajo de diseño de IC: "Ingeniero de diseño de backend digital"
El backend digital se encuentra en la parte posterior del proceso de diseño de IC digital y es un tipo de puesto de diseño de IC digital. En el diseño de circuitos integrados, el back-end digital siempre ha representado la mayor proporción de personas y, a medida que la escala de chips continúa aumentando, se necesitarán cada vez más ingenieros de back-end.
En términos generales, el back-end digital se puede dividir según categorías de trabajo: síntesis lógica, diseño físico de ubicación y enrutamiento, análisis de sincronización estática (STA), análisis de energía, verificación física y otros puestos. La demanda de talentos ha aumentado aún más, lo que también es la razón por la que el volumen de contratación de ingenieros de back-end digitales es enorme en esta etapa.
1. ¿A qué te dedicas principalmente?
Síntesis lógica (Síntesis)
Principalmente responsable de convertir el código RTL en la lista de red utilizada por el back-end real. Una buena lista de red juega un papel decisivo en el trabajo de diseño y enrutamiento. Optimice el rendimiento, la potencia y el área tanto como sea posible. Especialmente los diseños actuales que requieren un alto rendimiento tienen requisitos integrales muy altos.
La calidad de la síntesis depende en gran medida del rendimiento del software de síntesis. Las dos herramientas de síntesis populares en la industria son Design Compiler de Synopsys y Genus de Cadence. la clave para un trabajo integral.
Colocación y enrutamiento (PD)
La ubicación y el enrutamiento es el trabajo más grande en el backend digital. Es el principal responsable del proceso de conversión de netlist a GDSII. Los pasos incluyen Floorplan,. Place, CTS, Optimize, Route, ECO, etc., para garantizar que los módulos de los que son responsables cumplan con los requisitos de tiempo y fabricación física. Al mismo tiempo, debe colaborar con otros ingenieros para proporcionar los archivos que necesitan de manera oportuna, como def, spef, netlist, etc. Es el trabajo central en el backend digital.
La colocación y el enrutamiento dependen en gran medida de las herramientas, y las operaciones de las herramientas son relativamente complejas. Los más utilizados en la industria son el software Innovus de Cadence y el ICC de Synopsys. Se necesita cierta cantidad de tiempo para dominar el uso de estas dos herramientas.
Análisis de sincronización estática (STA)
El análisis de sincronización estática se conoce como STA. El análisis de verificación de sincronización es una parte importante del backend digital. El chip debe cumplir con la configuración bajo varios. Esquinas Mantenga los requisitos de tiempo y otros requisitos de transición, capacidad, ruido y otros. STA necesita formular el archivo de restricciones SDC de todo el chip, seleccionar la esquina que requiere aprobación y el proceso ecológico de sincronización de todo el chip. Es un trabajo difícil y exigente.
El análisis de tiempos estáticos generalmente requiere dominar el uso del horario estelar de Synopsys y el tempus de cadencia.
Verificación física (PV)
La verificación física también es un asunto importante antes de grabar. Si la verificación física es incorrecta, la producción del chip fallará. En el lugar y las herramientas de ruta, el software solo puede verificar violaciones físicas en la capa de metal, mientras que la verificación física real debe verificar la capa inferior del dispositivo. Por lo tanto, la verificación física debe fusionar la capa de metal y el metal inferior para que estén completamente juntos. Comprobación DRC del chip. Al mismo tiempo, también se requieren LVS (verificación de coherencia de diseño y esquema) y ERC (verificación de reglas eléctricas) de todo el chip. Asegúrese de que el chip no viole ninguna regla de diseño físico.
La verificación física generalmente se realiza en el calibre Mentor, que es la herramienta de verificación física estándar de la industria.
Análisis del consumo de energía (PA)
El análisis del consumo de energía también es una parte importante de la aprobación del chip. A medida que la escala de los chips se hace cada vez mayor, el consumo de energía juega un papel más importante en el proceso. chip Su estado es cada vez más alto. Las dos tareas principales del análisis del consumo de energía son analizar la caída de IR (caída de voltaje) y EM (electromigración). Retroalimentar los resultados al equipo de trabajo de diseño y enrutamiento de manera oportuna, permitiéndoles modificar los dibujos de diseño back-end de manera oportuna para resolver problemas potenciales en el diseño.
Las herramientas más utilizadas para el análisis del consumo de energía incluyen redhawk de Ansys, voltus por cadencia y ptpx por sinopsis.
2. Principales personas con las que tratar
Los ingenieros de back-end digital suelen trabajar como un equipo de proyecto como equipo, y las tareas mencionadas anteriormente se dividirán en diferentes roles. Por lo general, en un proyecto habrá un ingeniero de alto nivel, un ingeniero de STA, un ingeniero de análisis del consumo de energía, un ingeniero de verificación física y varios ingenieros de módulos. Estos ingenieros deben cooperar entre sí para completar el RTL del chip completo. El proceso GDSII también garantiza que no haya violaciones de tiempo ni de verificación física.
Los ingenieros de back-end digitales también necesitan tratar con frecuencia con los ingenieros de front-end para garantizar que las funciones de la lista de red sean correctas y que el SDC esté formulado correctamente y que los archivos posteriores a la imitación se entreguen al frente. -finalizar de manera oportuna, para que los ingenieros de front-end puedan descubrir problemas potenciales a través de la simulación lo antes posible.
Los ingenieros de DFT también son con quienes nos comunicamos a menudo, porque el diseño de la lógica de prueba juega un papel cada vez más importante en los chips actuales. Los ingenieros de back-end necesitan confirmar con los ingenieros de DFT la formulación del SDC de prueba y el escaneo de la cadena de escaneo. tareas como la dirección física de la cadena.
3. Las habilidades y condiciones que es necesario dominar.
El back-end digital se basa principalmente en herramientas de software, dominando principalmente el siguiente software (principalmente cadencia, sinopsis, empresas mentoras)
Colocación y enrutamiento: Innovus/Encounter, ICC2/ ICC
Síntesis: DC, Género
Verificación física: Calibre
Análisis de sincronización estática: PrimeTime, Tempus
Análisis de potencia: Redhawk, Voltus, PTPX
Cada plataforma requiere que domines diferentes habilidades. Por lo general, puedes aprender una herramienta para cada plataforma. También es difícil para un ingeniero junior dominar todas estas habilidades. Si puede utilizar estas herramientas, se convertirá en un experto.
Dado que los ingenieros de back-end digitales necesitan ejecutar algunas tareas automatizadas, también es necesario dominar los lenguajes de programación necesarios. Por ejemplo, es más importante dominar los siguientes conocimientos:
TCL
Perl
Python
Para todos los puestos técnicos, los dos puntos principales son: habilidades profesionales (habilidades) y experiencia en proyectos (experiencia) ). Entonces, además de las habilidades enumeradas anteriormente, también es muy importante que pueda realizar uno o dos proyectos, incluso el diseño de back-end de algunos módulos pequeños, especialmente la experiencia de depuración acumulada durante el proyecto.
Si eres un estudiante de la escuela, hay menos oportunidades de practicar el backend digital en la escuela, por lo que básicamente solo necesitas comprender brevemente el proceso y el tiempo, y es posible que puedas encontrar un puesto como estudiante digital. ingeniero de backend. Hoy en día, a través de varios canales (como la red E-class), muchos estudiantes de la escuela han dominado las habilidades anteriores e incluso han acumulado uno o dos proyectos de experiencia. A medida que se reúnan más personas, los requisitos de contratación, naturalmente, serán mayores.
En esta etapa, los ingenieros de back-end digitales están contratando principalmente estudiantes de posgrado, y muy pocos estudiantes universitarios. Pero la buena noticia es que los requisitos profesionales no son muy exigentes y no requieren circuitos integrados. Siempre que domines las habilidades anteriores, puedes postularte con éxito incluso si tienes especialidades no relacionadas, como materiales, física, automatización, maquinaria, etc
Los estudiantes con títulos universitarios no deben desanimarse. Los estudiantes universitarios con experiencia laboral aún pueden encontrar puestos como ingenieros de back-end digital, y hay muchos ejemplos exitosos. Los estudiantes que se han graduado de escuelas promedio no deben desanimarse. Graduarse en 985 colegios y universidades definitivamente tiene ventajas, pero después de todo, no hay muchos graduados cada año en el contexto actual de escasez general de personas en la industria de la CI. Por supuesto, se seguirán reclutando de escuelas con clasificación promedio. La premisa sigue siendo la misma: tener habilidades profesionales y experiencia en proyectos;