在此ACD（Advanced Custom Design）法则中，设计的最上层模型是为最终目标，设计的工作便朝达成此目标的方向进行，而由下而上的设计工作负责设计细节的增加；如此，由上而下的设计与由下而上的设计最终将于设计的中点会合。而此两设计方法之模型所驱动的速度与精准度将共同决定此设计平台的效能。此法则造就了一连串可能的设计变革，它具备了管理来自于多种设计领域的设计数据与联结设计附属品的能力，其目的在于减少传统的整合过程中所需之冗长乏味的手工过程。

领先的定制设计法则

关键内容

ACD法则囊括了数种核心内容：硅精准度、设计附属品管理、快速上而下设计、高硅精度下而上设计、综合数层的连续设计变革、与中途会合的方法。

硅精度

硅精度是一项预测硅芯片是否能确实表现出设计人员在设计环境中所见到的现象之能力。要达到预测的能力需要设计过程中所使用的仿真与模型加以分级，以确保设计团队拥有完成设计的正确信息。

常参杂在新的先进制程中已知的不精确性或预料中的效应，通常可于每周一次的观察过程中见到3～5个百分比的变化。对大多数的设计而言，这是没有问题的。对于设计中的敏感组件而言，设计团队有两个选择：第一是围绕着设计的变化而设计（例如：使用复杂的补偿电路）；第二是随着制程的趋势不断地更新设计。

新的法则允许设计团队在解决众多已知硅效应的关联性时，能将努力目标集中于设计的核心。如此将有助于建立更佳的模型与预期中的效应分级，以及先行管理制程中众多效应的变化。

设计附加物管理

在设计的最初就考虑芯片的整合度与驱动设计朝向整体规划书的征兆发展是此新法则的关键。设计中的每一个功能区块均附加大量的设计附属品。设计法则必须考虑功能区块的设计，而设计附属品则是用来支持设计最终的整合。设计法则必须调和所提供的设计附属品，以减少设计团队在整合过程中不必要的工作。

快速的上而下设计

此法则在仿真过程与系统内部多种层级与行为层级的物理设计上皆频繁地使用快速的上而下设计方法。最上层的仿真与物理模型皆以如同团队开发且更为精练的描述和评估为出发点。不论在何种类型的模型，除了在任何时候皆可使用外，更可在设计进化与更新时扮演指导的角色。

举例来说，一初步绕线可在创造时以功能区块的大小与外观比例作为早期评估，并依此进行最外层的选取。这项信息接着被应用于功能区块的规格制定，以缩短设计功能区块所耗费的时间。

仿真与物理设计的任务被提早竖立与执行，并被持续投入于设计程序中验证，布线，抽取与其他步骤的准备工作。如此设计团队便可提早设计投片之前找出并修复难题。

下而上设计的硅精度

一高硅精度的设计法则在晶体管层级广泛地利用了由下而上的验证方法，以确保设计能符合规格的要求。详尽的寄生信息被用来作为设计者判断的依据：是否达到所立基的设计规范与制程能力相较下所应有的精准度。

由下而上的方法透过移动硅测量至精细的模型内，并在功能区块内建立校准过的模型，最终在整合入芯片内以提供硅的精准度。在物理设计领域，产生完整的布线数据以履行精准的硅芯片与分析的能力，提供了设计将符合效能标准的信心。

由下而上的设计制程也提供抽取的能力：“经过高硅精度校对的更快速模型可进行更大型的仿真，而其结果可提供给由上而下的设计流程。"设计者可以自行决定下一整合阶段所需的校对过模型之精准度，以确保后续仿真之准确性。

混合阶层与连续的设计变革

结合了由上而下与由下而上的方法，让设计团队可自由地依需要混合与匹配以成就快速且高硅精度的设计。这种混合层级的能力可藉由在更大型系统背景下的测试项目连续控制设计，以成就一快速可靠且可预测的设计程序。连续的设计变革仰赖于由上而下与由下而上的设计流程能同时被执行，并结合两者复杂的仿真过程与物理设计计划。这赋予了设计团队在设计数据变更时监视与标示问题的能力。

此混合层级的方法也藉由及时提供功能区块层级新的最上层设计需求，与基于功能区块层级的实情验证新的最上层设计需求以提供快速的设计程序。

中途会合的方法

此客制化法则为达复杂设计的可预测性，大多采用一种中途会合的务实方法。此法则也平衡了由上而下设计方式快速的特色与由下而上设计方式的硅精度特点。当两者合并后，设计内部的活动内容将无法由由上而下的设计方式或由下而上的设计方式单独描述，而应藉由两者共同完成。

《图一 中途会合的设计方法》

如(图一)所示，多种抽象的层级被用来表达设计中每一区块的变革。在仿真过程中，最初采用模型的是会随设计过程的演变而越趋复杂，并加入来自于后端布线分析所得到之量测值与数据的行为式模型。在物理设计上，初期外观大小的预估与功能区块的描述，都将因取得的设计数据越来越多而加以更新，而发展为最中最外层的实际样貌。设计人员在大多数的时间以由上而下的阶层方式，快速地设计某些功能区块；其次，再透过由下而上的设计方法对某些功能区块的额外设计数据与硅精度信息进行批注。

抽象层级在中途会合的设计方法中扮演着基础的角色。仿真抽象的范围由最外层的纯行为式模型，一直涵盖到流程末端的高硅精度、校对过的模型。此设计法则拥有完善的预先定义抽象层级组，并随设计流程变化而加以更新以支持混合层级的能力需求。

驱动中途会合的设计方法需要在初期便将芯片的需求转译成详细的规格，并平衡系统层级模型，测试平台与量测过程的使用频率。测试平台可能起源于某些特殊的集成电路规格（如802.11a），最终才符合依规格制定的环境需求；接下来，依规格制定的环境便可让芯片层级与功能区块层级测试在某种程度上符合设计的原始需求。

领先的客制化设计法则

先进的客制化设计法则目标是让设计团队可工作于由来自各种不同主要设计领域（如模拟、客制化数字、射频与数字标准单元）的组件所组成的全客制化设计。这些设计需要一快速，高硅精度，并可透过其可预测性以达到提早成功的最大可能性的设计法则。而设计工程师们亦必须专注于他们的专业领域。由于芯片整合的工作既关键又复杂，故设计流程必须进行由头至尾的全面性考虑。设计流程必须能够充分地支持首次尝试的设计，并可无缝隙加以推衍。

在次设计法则中，设计的最外层模型是为目标，设计工作便为达成此目标而前进，而额外的细节则透过由下而上的设计过程加入。如此，由上而下的设计方法与由下而上的设计方法便可在设计流程的中点会合。而由这两种设计方法所建立的模型速度与精准度，将共同决定此设计平台的效能。

先进的客制化设计法则是为能快速执行整合工作而设计的。此设计法则的关键点在于具备能将多种设计领域数据的加以整合，并将设计的附属品加以串联的能力，以缩短传统整合过程中以手工方式完成的冗长过程。

先进客制化法则的硅精度

(图二)中，每一个长方形格子可视为内含功能区块与功能区块输入/输出芯片的一个功能区块。以完整芯片的角度来看，仿真系统端必须具备可由客户或数字的角度支持混合讯号的完善能力。

《图二 先进的客制化设计法则整合多种的流程》

每一种设计领域都需要可自然产生设计过程之附属品的能力。每一件功能区块的附属品（表列，模型与仿真设定...等）都必须能百分之百兼容，以确保流程能顺畅地运行。设计人员在整合过程中所执行的任何额外工作，都将使整合的过程无法在预定的时间内如期完成。

有系统地提升硅精度

要成为先进设计法则的关键在于绝不忘记之前学习的每个步骤。当设计演进的同时，首要的任务便是快速且有系统地增加硅的精确度。这项能力将展现在设计流程中的所有观点。对于设计中的最低阶层级，由于影响的层面涵盖了所有建立于其上的全部装置与物体，故制造的过程必须不断更新。如此便可找出较敏感区块所需的准确度，并将其应用于设计中衍生的功能区块与更大型的组件。这些精确度的增加需要一种可将任何变化快速在设计内部传递的机制。

程序设计套件与硅组件模型

流程设计套件（PDKs）负责提供技术与制程数据给设计主体，且必须经过验证以确保对先进设计法则的充分支持。为使设计的开始能达到最佳的状态，流程设计套件必须经由设计团队进行全面性的分析与验证以保证其对整个流程的完整支持。而具有风险的区域必须在最终芯片整合的步骤被执行前，先在此进行验证。

此流程可传达的末端为支持设计流程中每一步骤的高硅精度流程设计套件。设计工程师在设计的过程中应该拥有一能标示设计边界为何的指导方针，以避免设计超出界线。流程设计套件在设计被发展的时期亦需要被适当地更新。这项需求将可迫使设计团队在设计技术改变的同时，建立更好的模型以解决其他的问题。

设计程序的记录

先进的客制化设计法则必须能解决设计周围的问题，并将智财权应用或重新使用于新的设计上。如同先前所述，此设计流程的主要部分除了包含智财权以外之设计附属文件的创新与管理外，更包含了测试平台与在智财权使用时所需的支持设计信息。总而言之，这些需求意谓着设计的流程必须与设计本身密切配合。

除非已取得这些信息，否则日后设计的重复使用上将因此而受限（不论智财权是应用于更大型的设计，或作为衍生设计的基础）。因为不论是设计团队致力于重新创造所需要的信息，或被设计无法创造出利益的情况所困扰，都将面临时间严重不足的难题。

设计的自动化应用

大多数设计团队的努力目标：假设设计流程中的步骤均可被掌控与重复执行，皆朝向自动化设计发展，由于工程变化次序（ECOs）在设计流程的任一时刻均可能发生，并导致重复工作与重复验证的情形出现。能记忆、修改与依据指令重复执行流程中之关键步骤的能力，将为设计团队省下大量的时间浪费。

接连不断的设计验证

由于可透过流程设计套件及掌控设计流程之机制的协助取得硅的物理特性，设计团队现今已具备了连续验证设计能力。藉由此能力的协助，设计团队得以及早认清问题并加以解决。它亦避免问题如涟漪般影响设计的整体。举例而言，假使在整合过程与首批的硅芯片皆以完成后才在关键的功能区块中发现问题，则设计团队必须重新设计整个产品。如果能早期发现问题且发生问题的功能区块并非与其相邻区块整合在一起，则此问题便可被修复而不必担心修复的过程将导致设计整体皆必须重新验证。

客制化设计平台的需求

先前本文所描述的先进客制化设计法则需要一新世代的客制化设计平台，以有效配合横跨多种设计领域的中途会合设计方法。

速度与硅精度

为了解决经济、复杂度与物理特性等难题，客制化平台必须能尽可能地展现出硅精度的最高水平。平台所提供的硅精度在硅的量测上必须拥有一个固态的基础，并考虑到流程执行时的物理特性。而设计平台必须利用其牺牲些许的速度以提升设计团队判断能力精准度的能力，尽可能地发挥其快速的效能。

《图三 客制化设计平台提供快速、高硅精度之设计》

先进的硅模型

硅的精确度取决于依据可预测设计范围内的仿真结果来确认此方法的能力。就其本身而论，先进的硅模型必须是设计平台的一部分，并透过仿真器与设备模型技术的紧密配合以确保能够取得最精确的仿真结果。在设计团队对流程设计套件增加客制化的附属品时，需要藉由设备模型的功能以确保模型在被增加了附属品后能依旧保有其一致性。

先进的硅模型有三个重点：第一个重点是能连续地传达更新的硅精度信息并在适当的时机快速确认与反应出现的变化；第二个重点为具备以同一方程序就能利用所有可应用的设计工具对硅精度数据进行运算的能力。此能力使得设计团队的工作重心仍为设计本身而非设计工具，或设计数据的解释与重复多次的校准工作。第三个重点为记忆所学并将其应用于设计流程的能力。具备此能力，设计者便可透过客制化设计平台找到完整的解决方案（如：透过测试环境与量测），并应用在设计流程中的所有部份。

受规格驱策的设计环境

所有的设计流程皆依据设计的详细规格而运行。在过去，设计者只能将详尽的规格储存在人脑中或笔记本电脑里；而客制化设计平台则必须将依规格制定的环境与设计的主体密切配合，使得连续的验证过程能帮助设计团队在将设计投片前注意到尚未解决的问题。（因为已交由晶圆厂生产的设计并无法像软件般轻易修改）。

为管理大量的设计附属品并使其可符合于设计流程的需求，一个依详细规格而制定的环境是需要的。这将使得连续的复原行为与提供硅精度的特性描述及快速且执行优化的仿真策略都能轻松设定。

多模仿真

此设计法则需要一可同时横跨多种设计领域（如模拟、射频、客制化数字与数字标准单元）的综合仿真能力，以支持混合层级的设计能力与中途会合的设计方法。客制化设计平台必须可展现其可将设计的系统中，由设计流程至最外层的行为式模型的每一部份均能完整呈现的先进仿真能力。此种能力的关键在于设计流程中高硅精度数据的存在。从行为式模型乃至于硬件描述语言，或主要的晶体管层级区块，或最高精确度的电路仿真，所有的设计工具均必须取得最新的硅精度信息。而仿真引擎也必须藉由尽可能相同的语法，模型与方程序消除掉在结果间的不一致性。仿真过程的延伸深度也必须如同支持高阶描述的快速执行般，支持最低抽象层级的硅精度。

加速的布局

由于设计尺寸增加的推动，客制化设计平台必须提供一可加速布局过程的机制。主要的需求是布线工具在所有应用上都必须尽可能的快速。对于今日设计中的巨型尺寸，为了维持系统中的相互作用，布线系统必须尽量加快速度。另一项关键的需求是可帮助设计团队快速找出并修复区块摆设与随后的互连接线问题的由上而下版面规划。

由于设计的复杂化，诸如限制条件导向，联结导向与设计中关于布线面的内容显得更迫切需要。该项特点使得设计者可透过设计的限制条件确保联结的正确性，并自动地避开设计法则中的错误。另一项要求为自动化，设计者必须能取得由单一讯号线绕线乃至于设备自动化与版面规划都可自动化完成的设计工具。此外，客制化设计平台必须为通常需要数百小时的人力工时才能完成的大型复杂单元提供布线合成的服务。

详尽的硅分析

当设计接近完成的阶段时，通常会增加全芯片层级之硅分析的需求性。客制化设计平台必须具备可对功率，讯号的完整性、电子迁移、电压降、模拟与混合讯号设计上的基底噪声执行详细的高硅精度分析能力。分析的项目亦包括了碟型化与蚀刻过程所产生之问题的诊断与管理。

这些分析建立于流程设计套件所提供的数据，以及凸显潜在却无法为传统仿真过程察觉之问题的仿真结果。可预测性的达成唯有仰赖快速且高硅精度的流程来不断更新设计整体且对寄生参数有认知能力的设计法则。经结合后，这些特色将赋予客制化平台在设计流程的初期便能诊断并修复问题的能力。

全芯片整合与混合讯号芯片的完成

在某些状况下，全部的设计区块因为最终芯片集合的缘故而必须被整合在一起。因此客制化设计平台必须提供能引进大量设计组件的能力，并针对芯片的整体进行版面规划，最上层绕线与最终段分析。

平台必须提供整合大量实体片段的能力，并为流程中的任一时刻的快速且高硅精度的硅分析提供一个良好的基础。此芯片整合的能力使得设计团队可以由所有不同的设计领域中取得设计中所需的完整片段。该项能力也支持将设计的附属品加以链结，使整合的过程能尽可能平顺。

如同前文所讨论的，芯片的整合能力已必须为操纵先进的硅分析并允许设计团队去探索高频与小型的几何外在对今日设计的影响等项目提供良好基础。

普遍性数据汇整

横跨数个领域设计数据的无缝隙整合为ACD设计法则的核心重点。就其本身而论，为允许数据可于设计工作与不同的设计流程间流通，全面性的数据汇整是必要的。举例而言，数字标准单元的设计并非直接涵盖在ACD法则中；然而，来自于数字标准单元设计流程的设计数据却必须能轻松输入进设计的平台，以达到快速设计且维持高硅精度信息的目的。执行的时间与执行量的多寡亦属于数据中心的关键组件，因为大型的数据库在整个设计流程中的多种不同时刻都必须被应用。

普遍性数据汇整的触角必须能延伸至前端工具与后端工具的基础架构中，特别是如电压降、电子迁移、基底噪声分析与RC抽离等需要详细合并前端与后端数据的工作项目。普遍性数据汇整亦解决其余的设计企划与智权提供者之间智权共享的需求。由于所有独立之计工具皆共享同种的数据库，这些设计工具便可共享设计的数据，以获取由现代的数据库架构所赋予的速度优势。

结论

为解决至今设计中日渐增加的需求而采用的新设计法则，推动了新设计平台的需求。当设计团队面对着经济、复杂度与物理特性的三项威胁，客制化设计平台将为设计的发展提供一快速且高硅精度的基础。（作者任职于Cadence益华计算机）