power-plan如何定

Power-Plan或者说PG如何打，这是一个仁者见仁智者见智的问题，没有一个标准的答案，因为有各种各样的影响因素。本文将列举一些可能的影响因素：

1.和design  相关

1） Utilization 低的打的越多越好，高的需要打低一点，考虑DRC 和Congestion。

2）同样的Utilization,同样的PG 结构，模块功能不一样，congestion 也不一样.特殊模块得特殊考虑

3）不同芯片 电脑/手机芯片对功耗的要求也不一样

2.sign off 标准

1）动态IR Drop/静态IR Drop

2)sign-off的时候需要根据某个工作场景的activity 文件，进行功耗跟IR分析，常用的activity文件格式有：VCD (Value Change Dump file) , FSDB, SAIF（Switching Activity Interchange Format）。即使同一个design，不同工作场景的activity文件产生的IR-Drop也大不一样。

3.先入经验

• 一般PG结构的选择是基于先前的项目经验。但随着工艺不断进步，之前的经验并不一定是最优化的也不一定适用于当前工艺。

• 40nm工艺以上一般只用M1做rail，但是在先进工艺下，M1的电阻率比较高，由M1造成的IR-drop比较大，而且占主要的因素。所以可能就需要M2也作为rail，所以先入经验要随着工艺的改进做调整

4.工艺和金属层数

• 不同的工艺，pitch和width大不一样，采用LVT或者HVT等造成的功耗也大不一样，不能直接像工艺尺寸一样简单的shrink。

• 即使同一种工艺，也可以选择不同数目的金属层。少一层金属就省一层mask，就省一笔钱。比如40nm工艺，如果选用8层金属，流片一次可能需要100W，如果选用7层，流片一次则需要95W。单看可能差别不是很大，但是如果量很大很大，节省的成倍就十分可观了。

• 选择不同的金属层，PG结构自然不同。

5.

对PG进行微调

PG怎么打，这是每个公司的机密，作者也不能讲很多，一般是先初略的打一版看，然后在signoff工具中看看结果，再基于该结果和congestion的情况再进行调节。下面讲讲对给定的PG结构，在保证同样的IR-drop的情况下，如何通过微调，来省出更多的绕线资源，减小congestion或者基于同样congestion的情况下，可以额外的增强PG结构，降低IR-drop。

微调的原理是什么？

在新工艺下signal-routing都是在track上走线的，不会发生在半track上走线的情况。例如下面画了4个track，2条走线。在老的工艺下，完全没问题，想咋走咋走，只要满足min-spacing就好了。但是在新的工艺下，就得规规矩矩的，每条走线都必须在track上（这里只是说signal-routing必须在track）。

必须在Track上有几个方面的原因吧：

• spacing是一个离散的值。在老的工艺下，无限长且平行的两条走线，只要spacing是大于某个值的就没问题，可以是任意的浮点数。但是在新的工艺下，大于某个值不准确，spacing是一个离散的值。例如spacing的表格是0.1,0.2,0.3，如果spacing小于0.3，那么只能选0.1和0.2两个值，如果spacing大于0.3，则可以是任意浮点数。

• width也同理，也是一个离散的值。

• 很多DRC规则都是基于这种离散的值的，不仅仅是这种简单的spacing/width，所以p不仅仅是违反了这一条，后面还有更多的DRC等着你。

• 新的工艺都采用了double-pattern，走线不在Track上，后面在分不同mask的时候会有问题。

上面说到走线必须都在track上，更准确的说法是为了减少各种可能的DRC，工具走signal-routing的时候都在track上，因为PR工具看不到所有sign-off的DRC-rule，所以不能也不敢乱走。我们自己打PG的时候还是可以随便打，只要没有DRC违规就可以了。

这些因素虽然不会影响IR-drop，但是却可以通过调节这些因素，能够减小congestion或者基于同样congestion的情况下，可以额外的增强PG结构。

下面就举一个例子，例子中的数据都是作者随便取的，不具有代表性。

1）假设原始的PG如下图所示，中间宽的是PG，两边的是信号走线。

我们来分析分析这个图：

• PG在Track上，没问题

• 取的宽度占用了3个track，没问题

但是，由于各种DRC，额外的2个Track其实也不能用，其实PG占用了5个track。浪费

1）

我们就来进行一下优化：既然要占5个Track，干脆PG再宽点不更好吗？

而且PG可以不需要非得在track上，可以在track中间。例如下图所示，不仅加宽了PG，而且居然还能省一个Track!

2）如下图所示，干脆就不要用uniform-track，直接创建non-uniform-track。仍然是用同样的PG宽度，但是却省下了不少的绕线资源。