隨著現(xiàn)代IC的設(shè)計發(fā)展，設(shè)計的規(guī)模和復雜度逐步增加，對于驗證完備性的挑戰(zhàn)越來越大，加之TO的時間壓力，芯片設(shè)計通常會出現(xiàn)下列的場景：

• 芯片回片一次點亮
• 大部分的case都可以順利通過
• 小部分的功能需要修正

對于重要的特性三，用戶可以選擇gatearray的cell高效的完成這一個任務(wù)。閑言少敘，ICer GO！

由于·硬件設(shè)計天然的特性，大部分芯片都會有reversion的計劃，有時候也被稱作engineering sample# （ES1，ES2，etc.）。產(chǎn)品的迭代效率通常都是reversion的重要因素，所以基于TO數(shù)據(jù)的bug高效修復（迭代快，成本可控）的要求就顯得極為重要。

TO數(shù)據(jù)space cell方式

基于前端設(shè)計經(jīng)驗，在芯片里邊規(guī)律性的撒一些spare cell，作為后續(xù)版本的bug修復使用，但是這種方法局限性比較大：

• Spare cell的難以匹配設(shè)計修改的要求：
• 繞線挑戰(zhàn)大，可能會占用很多的metal 資源，導致postmask metal fix的mask費用很高，周期很長
• 時序挑戰(zhàn)：太遠的距離，導致transiton/cap都有新的變化，甚至需要使用更多的器件實現(xiàn)setup/hold的修復，都是潛在的時序挑戰(zhàn)
• 功能不全：對于bug，通常都具有未知性，很難做到有的放矢，spare cell的功能經(jīng)常被bug fix人員詬病功能不完備
• 距離不合適：bug修復需求的物理位置和spare cell的位置相去甚遠，
• Spare cell對資源的浪費
• 放置資源：spare cell會切實的占用std-cell的某些區(qū)域，為保證分布性，spare cell通常位置較為固定，這個對于APR flow的數(shù)據(jù)優(yōu)化會產(chǎn)生一定程度上的不利影響
• 繞線資源：spare cell的input 都需要tie connection（防止柵極浮空被擊穿），這些tie connection也是對繞線資源的消耗。

所以，實際芯片的funciton bug ECO的時候，眼睜睜的看著分布式的spare cell，就是用不起來，只能干瞪眼。心里默念，要是當時在某某區(qū)域多撒點某某cell該多好啊。像極了學生時代拿到成績的我們：要是考前把那個啥多看看，這部又能提高幾分。永遠的如果，永遠的下一次，反反復復無窮盡?。?/span>

gatearray方式的特點和用法

為了緩解這種問題，現(xiàn)在的std-cell開發(fā)商，在提供標準的std-cell庫的基礎(chǔ)上，也會提供給用戶用于post-mask的ECO 庫，由于設(shè)計結(jié)構(gòu)的原因，這個庫通常被稱為：std-cell gatearray 庫。是一種類似樂高積木的拼接方式來完成std-cell的構(gòu)建。

ECO 庫的特點

基于gatearray設(shè)計的ECO庫，所有的cell的版圖，都是使用基礎(chǔ)單元搭建起來的（gate），然后通過更改metal的方式來實現(xiàn)不同的功能，這個·和傳統(tǒng)的std-cell的設(shè)計思路是完全不同的。

只要是等寬的ECO cell，cell之間通常只有一層或兩層metal不同，意即：只改動metal就可以實現(xiàn)功能變化。譬如下例：等寬度的ECO filler cell 和FILLER cell的GDS比對XOR：

可以看到：ECO filler cell和ECO function cell只有M1不相等（baselayer 是完全一樣的），具體XOR區(qū)別見下圖：

這樣就可以通過嗲用芯片里邊現(xiàn)有的ECO filler cell，基于用戶需求，改變有限的metal層，從而實現(xiàn)任意功能的轉(zhuǎn)化，

• ECO filler -> ECO function cell
• ECO function cell -> ECO filler

ECO 庫的postmask bug fix 的應(yīng)用流程

postmask的改版，最麻煩的當屬功能修正，如果想更換一個cell的功能，通常要動到baselayer和metallayer。但是基于gatearray的ECO庫，則可以有效規(guī)避baselayer的改動，從而可以高效的完成postmask function bug fix。

ECO lib VS. std-cell LIB

在使用ECO庫之前，先看一下ECO cell和普通std-cell的版圖區(qū)別

在原本的std-cell和ECO庫中挑選相同功能/驅(qū)動力的cell

• INVX2
• GAINVX2

版圖差異

通過XOR，可以看到，這兩個cell的畫法是不太相同的

包括有源區(qū)，POLY區(qū)個connect去都不太一樣（PS: cell boundary 是一樣的）?；究梢耘卸?，這樣的cell就是不同設(shè)計需求的產(chǎn)物

時序差異

從lib上看，兩者的面積是一樣的，這個case的時序也是基本類似的：

ECO庫的cell特點

為了有效的利用ECO庫，通常都會提供各種功能的器件，同時為了降低ECO庫的設(shè)計難度，通常會弱化對驅(qū)動力不要求。以當前case為例，相較std-cell 庫，ECO擁有了常規(guī)的與或非門，F(xiàn)F等，驅(qū)動力有所限制：

ECO庫的使用方法

為了方便GA（gatearray）進行功能替換，ECO 庫將所有的cell分成兩類：

• FILLER
• Function cell

由于所有的cell的base-layer都是一樣的，那么這里可以利用這個特性實現(xiàn)postmask的function metal fix方法。

1. 數(shù)據(jù)準備：

• 在TO的數(shù)據(jù)庫上使用ECO FILLER進行填充。
• 在ECO FILLER不能覆蓋的區(qū)域，使用common filler進行填充，確保NWELL的連續(xù)

1. 功能修復

• 基于芯片測試結(jié)果，出具bug fix方案
• 使用ECO function cell構(gòu)建相關(guān)ECO的腳本

1. ECO cell 置換

• 在具有ECO FILLER填充的數(shù)據(jù)庫中帶入上述ECO腳本
• 使用ecoPlace方法，完成對與ECO function cell的器件替換

INVS會使用滿足ECO function cell寬度的ECO filler區(qū)域，完成這個替換

1. 版層變動驗證

導出GDS，使用GDS XOR工具，確保bug fix后的GDS和原始GDS只有metal layer的差異

1. 完成繞線：在APR工具里邊完成繞線
2. 對數(shù)據(jù)和進行timing、LV和power的簽收驗證
3. 使用最終的數(shù)據(jù)庫再次和原始TO的GDS進行XOR比對：出具版層變動的差異信息。觸發(fā)新的TO

對于上述流程有以下幾點需要注意：

• 設(shè)計人員需要使用ECO lib里的function cell進行bug fix
• ecoPlace的動作比較關(guān)鍵，用戶需要仔細查驗這個動作的日志和數(shù)據(jù)庫。步驟如下：
• 刪除現(xiàn)有所有的ECO filler
• 將ECO function cell放置到相連接cell的附近
• 恢復之前ECO filler的位置，在改動的區(qū)域，對于ECO filler cell做出做適當調(diào)整

INVS將原先的GA_FILLERX4置換成：GA_FILLERX2 + GA_INV，完成了一次post-mask的function ECO動作。通過XOR查驗。整個芯片只有這里的metal發(fā)生變化，其他的部位都沒有變化，符合post-mask的metal fix的設(shè)計預期

PS：具體INVS的流程腳本會上傳到星球，請各位按需取拿

【敲黑板劃重點】

利用gatearray修復postmask的function bug，事半功倍！