如何修复ECO阶段的Noise Violation

今天我们来介绍一下如何修复ECO阶段的Noise Violation. 首先，我们也来介绍一下什么是Noise。

网上资料很多，大致整理一下，noise（噪声）也称为crosstalk（串扰），signal integrity（信号完整性分析），是随着芯片特征尺寸变小后引发的现象。主要指工艺金属层线变窄，间距变小以后，导致线与线之间的耦合电容（coupling capacitance）增大，接地电容变小（如下图所示）。而Noise的大小与耦合电容成正比，与接地电容成反比。所以导致Noise的影响变大。

那么在后端PR中，noise对我们的影响，主要分为两大类：信号的延迟（delay）和毛刺（glitch）。这两类问题都会对芯片的性能产生影响。

Noise与信号延迟

首先我们来讲下noise对信号延迟的影响，在分析noise时，我们将产生noise信号源的网络称为侵害网络（aggressor net或attacker)，受到串扰的网络称为受害网络(victim net)。当aggressor的信号在0 和1之间电平变换时，victim上会产生相应的串扰噪声，这种转换噪声能使victim的信号转换变慢或变快。如果victim受到相同方向跳变的aggressor，会造成它的delay变小；如果victim受到相反方向跳变的aggressor，会造成它的delay变大。

如下图所示：Net N1作为victim，与Aggressor有Cc的耦合电容。假设Net N1正在0~1发生跳变。如果aggressor也在发生0~1的跳变，那么它的上升沿会耦合到N1上面，会造成N1的delay变小；如果aggressor正在发生1~0的跳变，那么它的下降沿作用到N1上时，该信号转换变慢，会造成它的delay变大。

Noise虽然会对信号延迟产生影响，恶化时序。但是，如果在它影响下，时序依然可以signoff，那么我们可以不必去修复它。

Noise与毛刺

Noise引发的另一种现象，我们称为毛刺(Glitch)。如下图所示，当victim net受到aggressor net跳变影响时，就会有毛刺信号通过耦合电容引入。

如下图所示，有时候，这个毛刺信号比较小，可以忽略；但是，当毛刺信号足够高而且持续时间较长，这就有可能导致逻辑功能发生变化，破坏了门电路所保存的状态，使得电路发生故障。因此，在最后timing signoff中，noise引起的glitch是我们必须要修复的violation。

那么，在后端PR中，如何来修复Glitch呢？

有很多方法，下面列举几种；

（1）降低aggressor net的驱动能力

aggressor net的驱动能力越强，Glitch的量级就越大。

（2）增强victim net的驱动能力

victim net驱动能力越弱的话，Glitch的量级也会越大。使用髙驱动单元可提髙潜在victim net的门限，从而降低victim net的受害程度。

（3）保护victim net

将victim net和aggressor net之间的间距加大，或者采用屏蔽线shielding都是保护victim net的一些好方法。

（4）给victim net插入Buffer

插buffer是后端修复violation的万能手段。它也是是处理noise时一项非常有效的修复技术。通过插入buffer将长线打断能有效降低victim net上的耦合电容，从而降低noise的影响。