在經(jīng)歷了前面的place、cts和一些優(yōu)化以后，工具進(jìn)入到了route階段，這也是apr里邊的重要的auto-route步驟。

工具在這里很聰明，使用了化繁為簡(jiǎn)的策咯來(lái)實(shí)現(xiàn)繞線。生活中也有一個(gè)類似的問(wèn)題，大家可以思考一下，如何把一個(gè)雜亂無(wú)章的毛線球快速的理順？

通常的做法是，先解決主要問(wèn)題，然后再是次要問(wèn)題，最終是逐步修正細(xì)節(jié)。ICC的繞線很好的體現(xiàn)了這個(gè)化繁為簡(jiǎn)的策咯。

由于數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)雜程度不同，工具要想解決非常復(fù)雜的場(chǎng)景，那么就一定要將各種場(chǎng)景進(jìn)行歸一化，這種歸一化的過(guò)程就是簡(jiǎn)化問(wèn)題。為此，ICC工具構(gòu)建了下面的一些名詞和步驟來(lái)完成繞線：

· Glink

· gCell

· GRCs

· Overflow

· Global-route

· Track/layer

· Track-assignment

· Detail-route

· Verify route

喝口咖啡，一個(gè)個(gè)的來(lái)梳理下：

• Glink：Global link，

這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的曼哈頓距離模型：通過(guò)Glink任何連線都只有水平和豎直兩種方向，這也是給后期做routingcongestion核算的一個(gè)重要參考信息。數(shù)據(jù)庫(kù)里所有的連接關(guān)系都會(huì)以Glink的形式存在。作為真實(shí)route的起點(diǎn)信息。如下圖所示：

• gCell: grid Cell ,

這個(gè)是工具在數(shù)據(jù)庫(kù)里創(chuàng)建的虛擬格點(diǎn)cell，這是一個(gè)非常高效的處理。每一個(gè)die的形狀大小都不一樣，為了更好的進(jìn)行繞線，工具基于工藝的信息，把die分割成無(wú)數(shù)個(gè)gCell的小邊框。通常這個(gè)gCell的大小，是一個(gè)基于工藝site_row的數(shù)值的一個(gè)正方形。由于繞線都是基于繞線layer的，所以在每一個(gè)繞線層，die就被分割成了無(wú)數(shù)個(gè)小正方形，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含的gCell的總數(shù)量計(jì)算公式是：

gCell_rount = layer_count * die_area/ (site_row_width * site_row_width)

如圖所示

在上邊的示例圖里，如果考慮到有n層layer，那么數(shù)據(jù)庫(kù)里就會(huì)有

gCells_count=  n * 254

而后，工具在每一個(gè)gCell的邊界上核算穿過(guò)每個(gè)gCell邊界上的Glink連接的需求，從而計(jì)算真實(shí)的routingcongestion

• GRCs：Global Routing Cells

這個(gè)就是將gCells分割回每層的一個(gè)信息，由于實(shí)際的繞線是通盤考慮的，gCells會(huì)更加的真實(shí)，就是支持繞線跳層，而GRCs是基于每層的計(jì)算，這個(gè)更適用于評(píng)估當(dāng)前層次的routingcongestion。

• Overflow:

工具會(huì)對(duì)每一層的GRCs進(jìn)行評(píng)估，所有穿過(guò)這個(gè)虛擬cell邊界的需求和供給之間的差，公式如下

Overflow  = requirement – demand

工具會(huì)對(duì)可以看到，這個(gè)值可正：需求大于供給；可零：需求等于共計(jì)；可負(fù)：需求小于供給。對(duì)于后兩種，繞線資源都是足夠的，不是問(wèn)題。如果為正值，這個(gè)就是真正意義上的congestion了。如下圖：overflow為3的一個(gè)示例：

這里有24個(gè)水平方向的穿線（glink）需求，但是實(shí)際上只能提供21個(gè)資源，在所有的水平繞線稍層上（m2/m4/m6/m8），所以這里的overflow就是3

由于GRCs和overflow的評(píng)估是基于單個(gè)繞線層的，就水平方向而言，如果通過(guò)打開不同的layer，在同樣數(shù)據(jù)庫(kù)里overflow的結(jié)果是會(huì)發(fā)生變化的。視圖里的overflow是所有打開版層overflow的總和，所以，開的層越多，數(shù)值大overflow的數(shù)量就越多，例如下圖，注意看一下overflow3在打開不同版層時(shí)的細(xì)微變化：

• Global-route

這個(gè)是工具在繞線初始階段，所使用的一個(gè)主命令，它的目的就是化繁為簡(jiǎn)，在經(jīng)歷過(guò)這個(gè)命令后，數(shù)據(jù)庫(kù)里就會(huì)保存到Glink、gCell、GRCs和overflow的信息，并且在globalrouting 的結(jié)束，都會(huì)輸出如下圖的信息：

這是一個(gè)信息量很大的report，一起來(lái)梳理一下它的具體含義。

首先，工具將繞線的資源分為了兩個(gè)方向，在一些工藝?yán)镞?，允許板層的prefer-routing和none-prefer-routing并存，但是有些工藝不允許這么做，簡(jiǎn)單起見，假設(shè)當(dāng)下的工藝是不允許none-prefer-routing的，那么，所有的繞線資源就是，這個(gè)層做對(duì)應(yīng)的繞線方向的所有track數(shù)量的總和。

這個(gè)report里邊，Both direction的數(shù)量，就是水平和豎直數(shù)量的總和，比如overflow的數(shù)值

Overflow:  4697  (Both) = 4606 (H)  + 91  (V)

Max，這個(gè)好理解，就是兩個(gè)方向里邊最大的GRCs overflow 的值。

GRCs   : 這里邊有兩個(gè)GRCs的地方。如下圖：

第一個(gè)GRCs （GRCs = 21），是指所有overflow是2（Max）的GRCs的數(shù)量。

第二個(gè)GRCs （GRCs =  5681），是指所有overflow的GRCs的數(shù)量綜合，（0< overflow <=Max）,在這個(gè)例子里，Max為2，所以細(xì)節(jié)就是，overflow 為2的GRCs是21個(gè)，overflow為1的GRCs是5660個(gè)，

在上圖的最后一列有一個(gè)百分比，0.06%，這是說(shuō)，在這個(gè)方向（版層）下，所有帶來(lái)overflow的GRCs占所有當(dāng)前方向（版層）整個(gè)GRCs的百分比，所以可以反推出來(lái)，當(dāng)前方向（版層）的GRCs大概就是

9468333=5681 / 0.06%

這個(gè)數(shù)值對(duì)理解設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)有一定的幫助。

再看一下下圖GRCs的report圖例

對(duì)于兩個(gè)方向的GRCs總和的計(jì)算公式如下：

5822  (Both) = 5681 (H) + 141 (V)

• Track/layer

Track是一個(gè)在floorplan里邊出現(xiàn)的概念，是指當(dāng)前繞線層的繞線可以使用的“軌道”信息。layer就是常說(shuō)的繞線版層。由于工藝制作的區(qū)別，在某些工藝下，在不同的layer，所有track都是一樣的，在近些年來(lái)的更為高級(jí)的工藝下，track開始在不同的layer出現(xiàn)了區(qū)別，layer越低，track之間的pitch就越小，layer越高則反之。

這個(gè)track就是前邊核算overflow的供給。

基于上述理論，在規(guī)定的長(zhǎng)度內(nèi)（site_row），每一層的供給是可以不同的，如下如所示：在單位長(zhǎng)度內(nèi)M2和M4的track供給數(shù)量的區(qū)別很明顯

• track assignment

有了global routing的信息，track assignment就簡(jiǎn)單了，穿過(guò)這個(gè)GRCs的glink連接被實(shí)現(xiàn)到了每層的對(duì)應(yīng)的track上，但是，要注意一點(diǎn)，工具為了簡(jiǎn)化這一步驟，只是做了簡(jiǎn)單的track  assignment，所以，實(shí)現(xiàn)的速度很快，但是會(huì)有很多net shape都是overlap的結(jié)果，類似下圖的結(jié)果

在這個(gè)有3個(gè)overflow的區(qū)域，這里有一個(gè)占用同一個(gè)track的兩個(gè)net shape，這就是典型的short的繞線。

到這里為止，可以感覺(jué)到overflow對(duì)真實(shí)繞線的影響了吧。固然，一般的設(shè)計(jì)都不可能保證GRCs overflow是零（如果是零，理論上，在trackassignment之后，就不會(huì)有任何的short出現(xiàn)了，那樣的數(shù)據(jù)庫(kù)就真厲害了?。?，但是工具之所以這樣做，只是為了簡(jiǎn)化track的步驟，后面還有大招，來(lái)修復(fù)細(xì)節(jié)問(wèn)題。這就是下面要說(shuō)到的。Detailroute

• Detail-route

能看到這里的同學(xué)都是好同學(xué)J

講了半天，這里的detail route其實(shí)才是大家通常最先接觸到的真實(shí)的router，在老一點(diǎn)的icc版本里邊，就是就route_detail，由于新的工藝的要求，icc推出了一個(gè)route_zrt_detail的命令，來(lái)滿足更復(fù)雜的工藝需求，原先的繞線就稱為了classicrouter?，F(xiàn)今，進(jìn)入了icc2的時(shí)代，這個(gè)命令，又變成了route_detail，但本質(zhì)上其實(shí)就是route_zrt_detail的演化版本。歷史捋清楚了，下面就來(lái)看一下，這個(gè)命令的厲害。

書接上文，在track assignment結(jié)束后，由于工具的策咯不同，雖然所有的netshape都被創(chuàng)建了，但是由于GRCsoverflow的影響和繞線細(xì)節(jié)等問(wèn)題，會(huì)出現(xiàn)大量的DRC問(wèn)題。例如下例：

可以看到，這里會(huì)有非常多的DRC和short，基于前面的理論，這個(gè)現(xiàn)象其實(shí)也沒(méi)有超出預(yù)期太多

所以，icc這個(gè)時(shí)候就會(huì)調(diào)用detail route來(lái)對(duì)這些DRC進(jìn)行精修。這個(gè)就是detailroute要干的事情。

本質(zhì)上來(lái)講，如果繞線資源不夠，short是不能被修復(fù)的，因?yàn)榫蛦蝹€(gè)GRC  cell而言，供給是一定的，需求也是死的，這兩個(gè)是的差異是天生的，不能被克服的。

有趣的是，工具在將一切分割后的節(jié)點(diǎn)（track assignment），它又可以經(jīng)寂靜分隔開的GRCs進(jìn)行二次、三次等重排。言下之意就是，在當(dāng)前GRCcell出現(xiàn)問(wèn)題的地方，可以去周邊的GRC尋找出路，這其實(shí)就是典型的面積換short：迂回（detour），如下圖的short演進(jìn)過(guò)程：

這個(gè)從ICC的命令log可以清楚地看到這個(gè)動(dòng)作的影響，如下例

可以明顯的看到，數(shù)據(jù)庫(kù)的總線長(zhǎng)在不斷的增加，但是對(duì)應(yīng)的short實(shí)在不斷地減少，如下圖：

Detail  route之后再來(lái)看一下那兩根short的繞線，如下圖：

工具通過(guò)跳層。和迂回有效地解決了short。

這個(gè)GRCs的重組和的策咯看似簡(jiǎn)單，但是非常高效，通過(guò)借道和迂回可以有效地解決short。當(dāng)然，天下沒(méi)有免費(fèi)的午餐，任何的detour都會(huì)增加timing的問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候，就需要postroute的優(yōu)化，和PT的timing ECO了。但整體上來(lái)說(shuō)，這個(gè)代價(jià)是值得的，通常都可以保證physical和timing同步收斂。

由于工具對(duì)GRCs的重組是有一定范圍的，加上timing driven的需求，并非所有的short都可以被解決，尤其是在某些local short 數(shù)量很多的區(qū)域，工具是無(wú)能為力的。例如，如果要在一個(gè)非常密集的區(qū)域里，需要解決很多short，就要迂回繞線非常多的net，可以想象，要完全躲開這個(gè)高密度區(qū)域，才能解決這些short，這對(duì)于timing是很不利的。簡(jiǎn)而言之：沒(méi)有解不掉的short，只有修不干凈的timing。

除過(guò)對(duì)于short的修復(fù)，Detail route黑可以修復(fù)各種各樣類型的DRC問(wèn)題。簡(jiǎn)單的一個(gè)類型列表如下

• Verify_route

在detail route完成后，用戶就可以使用verifyroute來(lái)檢查繞線質(zhì)量了，通過(guò)觀察這個(gè)結(jié)果，來(lái)整體評(píng)估數(shù)據(jù)庫(kù)的繞線質(zhì)量，主要的關(guān)注點(diǎn)，還是那句老話：控制short。當(dāng)然，別的類型也有注意，尤其是數(shù)量巨大的時(shí)候，有時(shí)候，由于某些配置的不合理，會(huì)導(dǎo)致在某些層的繞線質(zhì)量顯著增加，甚至?xí)霈F(xiàn)open，這個(gè)時(shí)候就要去好好的debug了。