今天想跟大家提一下IC 流程。因為我未來的分享也是和它有關。先溝通認知的部份，才能繼續下去。
我認為數位工程師的風格有很多，就像軟體工程師的風格也有很多種類。數位工程師的風格的分類，我是依據 IC流程來做分類的。每位數位工程師專精的地方有所不同，所以解決問題的思維也就不同。了解清楚 IC流程的權則劃分後，我會舉一些案例，讓大家去思考流程中的關鍵是什麼？初學者藉由這樣子的思索，探索想成為什麼樣子風格的數位工程師。
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| Fig: IC design flow |
簡單說明一下流程。流程的開始是從規格的制定開始。確定規格後，開始規劃晶片的架構及功能。分配完工作後，就開始RTL coding。一邊coding一邊跑RT-level模擬。如果有錯誤，就回去修改RTL. 驗證所有的Design後，就去FPGA平台驗證，確認無誤後就可以合成netlist。Netlist和RTL做比對，確認兩者是相等的，就跑Gate-level 模擬。如果結果不是自己想要話，就是回到DC重新合成或是到修改RTL。都沒有錯，就給後段工程師APR. APR後，就跑Post-level 模擬。如果有錯，回到gate-level修正，或是RTL-level修正。如果都沒有錯，CAD工程師把後段的所有工作檢查完。然後就tape-out. 每個步驟都代表階段工作已驗證完畢後，才可以往下一個階段進行。
從Fig圖，我們看到，IC流程被分為front-end和back-end兩個階段。
先說Front-end：
我相信每位數位工程師都知道front-end的工作內容，在此就不贅述。數位工程師是否知道front-end階段中，他應該注意哪些細節，才會產出高品質的netlist。我提出幾點來供大家參考，如果你還有更好的想法，歡迎你也提出來分享!
1.RTL code都要是synthesizable(可被合成的)，而且知道自己每個constrain的條件以及interface的timing要符合60/40原則。(60/40原則: 留給別人60%的timing margin。自己只用40%, 也有人說是40-20-40比例，40%自己用，40%是別的工程師用, 最後20%是留給CAD工程師做APR使用。)
2. RTL-level simulation coverage 要到90%以上。
3. FPGA驗證到錯誤時，必須把這個錯誤的情況重新複製到RTL-level simulation，建立完整的驗證資料庫，下一位工程師在改程式時，就不用在FPGA驗證時，才發現舊問題。混淆FPGA工程師驗證的流程。
4.合成時，確認每個D-flip-flop都有timing report可讀；每個path都有timing
constrain；interface的delay都很完整。Clock的宣告都是符合你的設計想法。
5.做好clock tree和reset tree的說明，讓CAD工程師了解你的設計想法。
6.確認給CAD工程師的tcl檔案是對的，而且和你的DC tcl檔案是相符合的。
7.確認合成出來的netlist是對的後，才交給CAD工程師。
以上七點，相信大家都是認同的，但是有嚴格要求做到嗎？
舉例來說。相信大家一定看過 Interrupt的機制。如果沒有看過也沒有關係，下面是常見的Interrupt的機制。
原始範例：
always@(posedge clki or negedge rstni)
begin
if(~rstni)
IRR00 <=0;
else if(B==1) //error happend
IRR00 <=1;
else
IRR00<=0;
end
assign IR_EN00 = IRR00 &
(REG_IRR_EN[0]);
assign IR_RST00 = (clr_id==4'h0);
always @(posedge IR_EN00 or negedge IR_RST00)
if(~ IR_RST00)
IRR_00_Z1 <= 0;
else
IRR_00_Z1 <= 1'b1;
else
IRR_00_Z1 <= IRR_00_Z1;
就IRR_00_Z1這個D-flip-flop而言，合成時，你有特別宣告IR_EN00為clock嗎？IR_RST00位於reset tree上，在做ATPG時，DRC不會過，DC-compiler會幫你修正，但是你怎麼知道它會幫你做？它做的修正是你想要的嗎？是對的嗎？
或許你想反駁，這些的 timing不是很重要，所以不用管。ATPG會幫你修正reset或是clock時，tool不會錯。這樣子的想法和上述哪幾點相衝突?
第一點 timing
constrain不曉得要怎麼寫？
第四點 沒有每個D-flip-flop都有timing report，因為 clock無法宣告。
第七點 無法確認合成出來的所有 timing是對的，因為timing
report無法全部產生。
如果程式改成下面的情況時，是不是就做到我們的要求？
解決方式一：
always@(posedge clki or negedge rstni)
begin
if(~rstni)
IRR00 <=0;
else if(B==1 & REG_IRR_EN[0]) //error happend
IRR00 <=1;
else
IRR00<=0;
end
always@(posedge clki or negedge rstni)
begin
if(~rstni)
IRR00_sync <=0;
else if(IRR00==1) //error happend
IRR00_sync <=~IRR00_sync;
else
IRR00_sync<=IRR00_sync;
end
always@(posedge nosleep_clki or negedge
rstni)
begin
if(~rstni)
begin
IRR_00_Z1_pre_sync1 <=0;
IRR_00_Z1_pre_sync2 <=0;
end
else
begin
IRR_00_Z1_pre_sync1 <=IRR00_sync;
IRR_00_Z1_pre_sync2 <=IRR_00_Z1_pre_sync1;
IRR_00_Z1_pre_sync3 <=IRR_00_Z1_pre_sync2;
end
end
assign IRR_00_Z1_pre_sync4 =
IRR_00_Z1_pre_sync2 ^ IRR_00_Z1_pre_sync3;
always@(posedge nosleep_clki or negedge
rstni)
begin
if(~rstni)
begin
IRR_00_Z1 <= 0;
end
else if(IRR_00_Z1_pre_sync4)
begin
IRR_00_Z1 <= 1;
end
else if(clr_id==4'h0)
IRR_00_Z1 <= 0;
else
IRR_00_Z1 <= IRR_00_Z1;
End
clki和 nosleep_clki是我們一定會宣告。跨clock domain設false-path。IRR_00_Z1的 timing是不是就可以報告出來。
那原來的那段程式，是不是就不要再用？當然不是，我們是要符合七點的要求，design沒有做錯，為什麼要放棄？只要做些修正，重新合成，還是可以用。
解決方式二：
module interrupt_machine (
input clki
,input rstni
,input B
,input [3:0] clr_id
,input scan_mode
,output IRR_00_Z1
)
reg IRR00;
wire IR_EN00;
wire IR_RST00;
reg IRR_00_Z1;
always@(posedge clki or negedge rstni)
begin
if(~rstni)
IRR00 <=0;
else if(B==1) //error happend
IRR00 <=1;
else
IRR00<=0;
end
assign IR_EN00 = IRR00 &
(REG_IRR_EN[0]);
assign IR_RST00 =scan_mode?rstni :
(clr_id==4'h0);
always @(posedge IR_EN00 or negedge IR_RST00)
if(~ IR_RST00)
IRR_00_Z1 <= 0;
else
IRR_00_Z1 <= 1'b1;
else
IRR_00_Z1 <= IRR_00_Z1;
endmodule
將 Interrupt_machine單獨合成，請CAD工程師幫忙做成 Macro，確保 timing都是你想要的，以call macro方式來合成全部的電路；而 IR_RST00部份，你也修正到適合ATPG情況。當你在跑模擬或是 formal check時，都可以確保你的 reset沒有做錯。
這兩種做法都可以達到你的要求，但是它的差別是什麼你知道嗎？
第一種解決的情況是工程師自己可以解決，可以在RD團隊中解決問題。
第二種是需要CAD工程師幫忙保證你的 interrupt timing，這需要跨部門的合作。
這就是我所說的數位工程師的風格。你是要成為只相信tool的工程師；或是每個module都需要別人幫忙的工程師；亦或是自己可以處理每個bug，並想辦法驗證它的正確性以及 timing constrain的工程師。但是不管是哪一種，都希望你都能符合上述的七個要求。
