PVT (process, voltage, temperature)

在一片wafer上,不可能每点的载流子平均漂移速度都是一样的,随着电压、温度不同,它们的特性也会不同,把他们分类就有了PVT(Process,Voltage,Temperature)。

设计除了要满足前文所说的工艺角 Process Corner外,还需要满足电压与温度等条件, 形成的组合称为PVT (process, voltage, temperature) 条件。

  • 电压如:1.0v+10% ,1.0v ,1.0v-10%
  • 温度如:-40C,0C,25C,125C

设计时设计师还常考虑找到最好最坏情况. 时序分析中将最好的条件(Best Case)定义为速度最快的情况, 而最坏的条件(Worst Case)则相反

STA (Static Timing Analysis)

三种STA分析方法(核心思想是为了实现在比较极限的最坏情况下仍然保证有效性):

  • 单一模式, 用同一条件分析setup/hold
  • WC_BC模式, 用worst case计算setup,用best case计算hold
  • OCV模式, 计算setup 用计算worst case数据路径,用best case计算时钟路径;
    计算hold 用best case计算数据路径,用worst case计算时钟路径;

STA分析条件

根据不同的仿真需要,会有不同的PVT组合。以下列举几种标准STA分析条件:

  • WCS (Worst Case Slow) : slow process, high temperature, lowest voltage
  • TYP (typical) : typical process, nominal temperature, nominal voltage
  • BCF (Best Case Fast) : fast process, lowest temperature, high voltage
  • WCL (Worst Case @ Cold) : slow process, lowest temperature, lowest voltage

在进行功耗分析时,可能是另些组合如:

  • ML (Maximal Leakage) : fast process, high temperature, high voltage
  • TL (typical Leakage) : typical process, high temperature, nominal voltage

OCV (On-chip Variations)

由于偏差的存在,不同晶圆之间,同一晶圆不同芯片之间,同一芯片不同区域之间情况都是不相同的。造成不同的因素有很多种,这些因素造成的不同主要体现:

  • IR Drop造成局部不同的供电的差异
  • 晶体管阈值电压的差异
  • 晶体管沟道长度的差异
  • 局部热点形成的温度系数的差异
  • 互连线不同引起的电阻电容的差异

OCV可以描述PVT在单个芯片所造成的影响。更多的时候, 用来考虑长距离走线对时钟路径的影响。在时序分析时引入derate参数模拟OCV效应,其通过改变时延迟的早晚来影响设计。

参考文献

工艺角,PVT, TT,SS,FF,FS,SF_白山头的博客-CSDN博客

Corner · 芯片基础 · 看云

SoC芯片流片验证的经验分享 | 电子创新网 Imgtec 社区

SS、 TT、FF - 知乎

半导体fab“黑话” 续1 - 知乎

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