通用芯片设计的三板斧

如果是要把大象放到冰箱里，这个事情只要三步，打开冰箱，把大象放进去，关上冰箱。芯片设计也是一样的，就三步！

• 代码设计            将创意用代码实现

• 功能验证           使用激励tb来测试代码功能

• 后端实现           将设计转换成门级网表，用版图实现，触发投版流片

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这三大步骤，亙古不变，但具体的操作确实千差万别，每个公司，每个产品线可能都有些许细节不同，因为这里边主要有三点会影响芯片的开发过程。

1. 芯片定位。根据不同市场定位，芯片初始的定义决定了芯片的设计严谨性和流片标准，同样是通信芯片，汽车电子市场一定要比手机市场苛责很多，但是这是值得的，为什么呢？大家可以想象，你的手机由于软件意外崩溃重启了，耽误了用户几分钟，用户可能会抱怨，但是重启可以解决一切，用户可能也不会给生产厂家打投诉电话吧。但是你是汽车，这个时候就不一样了，汽车会被暴晒、雨淋、长时间运行并且不允许重启，可以想象，用在汽车上的芯片一定是最可靠的，因为这就是底线。

据说曾经有一个德国芯片公司，他们生产的气囊控制芯片，在一辆宝马车上沉睡了十几年，但是当危险出现的那一瞬间，它准确无误的动作打开了气囊，拯救了驾驶员的生命，这个人正巧是这家芯片公司的员工，他还自豪的和这辆宝马合影留念。

如果是工控级别、汽车电子的芯片，他的测试和工作的稳定性是首位的，性能是其次的，所以这种芯片的验证、测试、后端实现的要求是非常高的，整个片子会增加超高温和超低温的应用场景，后端的实现难度也会增加很多。

民用的手机芯片不太一样了，性能、功耗是第一位的，由于使用环境单一，一般都是城市或者室内。吹着空调（低温。芯片的挚爱！），性能一定是首选的，由于运行频率的提高会急剧增加功耗，电池的瓶颈凸显，所以现在的低功耗也是这种移动类芯片的一个重要性能指标。 2. 芯片复杂度。理论上讲任何复杂的设计，都会带来设计难度的等比例增加，随之带来的成功率也会下降。设想一下，设计一个与非门，后面的验证，后端实现都很快，如果你的设计达到了百万级，甚至千万级的与非门数，由于各个节点排列，组合方式急剧增加，设计，验证，后端实现的难度可不是简单的放大一百万，一千万倍（严谨的讲，一定有一些状态是了被剔除的，这里涉及验证的覆盖率问题，小艾就不做展开了）。

一个中大规模的芯片，一般都有一亿门以上的等效与非门逻辑，对应的总绕线可能会超过500米（在一个一平方厘米芯片的面积，各个分层绕线做和），过孔总数以亿记。相较芯片的卡法成本，平均到每段绕线、每个过孔上，开起来也不怎么高了。毕竟一个八层以上PCB也是很昂贵的。

面对这样的规模，想起一句俗话：芯片设计的世界里永远都没有容易两个字！     3.   上市时间。在芯片设计中，有三个“永远”的段子：交货期限永远都是赶不完的，机器永远都是不够快的，bug也是永远存在的。芯片本身很复杂，设计周期又长（一般半年朝上），前期计划再仔细，也很难做到无微不至，项目经理精算的再细，基于不可抗因素有时候，也只能一句算了吧了事……到了交货时间（一般讲，芯片都是有潜在客户的，客户会基于你的产品交付日，计划他们后续的工作时间表），东西是一定要出去的，即使有一点小瑕疵。因为如果错过了上市窗口，可是要提头来见的！世上本无完美，即使追求人越来越多。所以讲，带着问题的流片也是经常能遇到的，但是！这些问题的影响一定可控的，或者有后手方案的，否则这个就是致命bug了，整个项目也就全盘皆输了。

小艾的手上已经不知道流过多少次片子了，但是无论哪一次，最后都是以小时来计算流片节点的，全天24小时连轴转来推项目进度，有些芯片设计公司，在流片前可是三班倒的工作制度（3*8）。小艾的最近一次的流片，为了节省时间，有三到五个版本并行生成，至于使用哪一个版本，大boss们仅仅在最后时刻才做出艰难决定。那一瞬间，当有十月怀胎，阵痛面世的感觉，

设计的三个步骤，从工作量上讲是逐级放大的，就像一个金字塔，前端定义了一组寄存，可能对设计者，就是改个数字，或者就是把package文件的参数改一下；验证工作会麻烦点，要对应要改一下tb，可能要再加一段代码来测一下这个的寄存器；那么到了后端，就是一朝回到解放前，全部流程要重新走一遍，该做的检查，时序，物理检验一个都不能少。一般讲，设计，验证，后端基本上是 15:35:50 的工作量，由此可见后端设计的复杂性和重要性。