標準的な寄生交換フォーマット

標準寄生交換フォーマット( SPEF ) は、チップ内の配線の寄生データをASCII形式で表すIEEE標準です。非理想的な配線には、SPEF によって捕捉される寄生抵抗と寄生容量があります。これらの配線には、SPEF に含まれないインダクタンスもあります。SPEF は、遅延計算とチップの信号整合性の確保に使用され、最終的に動作速度を決定します。

SPEF は、設計のどの段階でも電子設計自動化(EDA) ドメインのさまざまなツール間で寄生容量を交換するための最も一般的な仕様です。SPEF の仕様は、1481-1999 IEEE 集積回路 (IC) 遅延および電力計算システム標準の一部です。SPEF の最新バージョンは、1481-2019 IEEE 集積回路 (IC ) オープン ライブラリ アーキテクチャ (OLA) 標準の一部です。

SPEF は、配置配線段階で配線後に抽出されます。これは、配線後のIR ドロップ解析やその他の解析の正確な計算に役立ちます。このファイルには、タイル/ブロックの配置と配置されたセル間の配線に応じた R および C パラメータが含まれています。

SPEF (Standard Parasitic Exchange Format) は、IEEE 1481-1999 の第 9 章に記載されています。寄生要素を記述する方法はいくつか文書化されていますが、ここでは重要なものについてのみ説明します。

一般的な SPEF ファイルには、次の 4 つの主要なセクションがあります。

• ヘッダーセクション、
• 名前マップセクション、
• トップレベルのポートセクション、および
• 主な寄生虫の説明セクション。

通常、SPEF キーワードの前にはアスタリスクが付きます(例: *R_UNIT、*NAME_MAP) *D_NET。

コメントは行のどこからでも で始まり//、行の終わりまで続きます。コメント ブロック内の各行は で始まる必要があります//。

ヘッダー セクションは 14 行で構成され、次の情報が含まれます。

• デザイン名、
• 寄生虫抽出ツール、
• 命名スタイル、そして
• ユニット。

SPEF を読み取るときは、ツールによって単位が異なるため、ヘッダーの単位を確認することが重要です。デフォルトでは、Astro の SPEF は p Fと k Ωで表され、Star-RCXT と Quantus QRC の SPEF は fF と Ω で表されます。

ファイル サイズを縮小するために、SPEF では長い名前をアスタリスクの付いた短い数字にマッピングできます。このマッピングは名前マップ セクションで定義されます。例:

*名前_マップ
*509 F_C_EP2
*510 F_C_EP3
*511 F_C_EP4
*512 F_C_EP5
*513 トップ/BUF_ZCLK_2_ピン_Z_1
*514 トップ/BUF_ZCLK_3_ピン_Z_1
*515 トップ/BUF_ZCLK_4_ピン_Z_1

ファイルの後半では、F_C_EP2その名前または で参照できます*509。SPEF での名前マッピングは必須ではありません。また、マッピングされた名前とマッピングされていない名前が同じファイルに出現する場合があります。通常、A という名前のピンなどの短い名前はマッピングされません。マッピングしてもファイル サイズが小さくならないためです。スクリプトを記述して、数字を名前にマッピングし直すことができます。これにより、SPEF は読みやすくなりますが、ファイル サイズが大幅に増加します。

ポート セクションは、デザイン内のトップ レベル ポートのリストです。また、I、O、または B で入力、出力、または双方向として注釈が付けられます。例:

*ポート
*1 私
*2 私
*3 オー
*4 オー
*5 オー
*6 オー
*7 オー
*8 B
*9 B

抽出された各ネットにはセクションがあります。これは通常、ライン、セクション、セクション、セクション、ライン*D_NETで構成されます。シングル ピン ネットにはセクションはありません。隣接するピンによって接続されたネットにはセクションはありません。 *D_NET*CONN*CAP*RES*END*RES*CAP

*D_NET regcontrol_top/GRC/n13345 1.94482
*コネ
*I regcontrol_top/GRC/U9743:EI *C 537.855 9150.11 *L 3.70000
*I regcontrol_top/GRC/U9409:AI *C 540.735 9146.02 *L 5.40000
*I regcontrol_top/GRC/U9407:ZO *C 549.370 9149.88 *D OR2M1P
*キャップ
1 regcontrol_top/GRC/U9743:E 0.936057
2 regcontrol_top/GRC/U9409:A regcontrol_top/GRC/U10716:Z 0.622675
3 regcontrol_top/GRC/U9407:Z 0.386093
*RES
1 regcontrol_top/GRC/U9743:E regcontrol_top/GRC/U9407:Z 10.7916
2 regcontrol_top/GRC/U9743:E regcontrol_top/GRC/U9409:A 8.07710
3 regcontrol_top/GRC/U9409:A regcontrol_top/GRC/U9407:Z 11.9156
*終わり

この*D_NET行はネット名とネットの合計容量を示します。この容量は*CAPセクション内のすべての容量の合計になります。

セクション*CONNには、ネットに接続されているピンがリストされます。セル インスタンスへの接続は で始まります*I。最上位ポートへの接続は で始まります*P。

エントリの構文は*CONN次のとおりです。

*I <ピン名> <方向> *C <xy座標> <積載または運転情報>

どこ：

• ピン名はピンの名前です。
• 方向はI、それぞれ入力信号、出力信号、双方向信号に対応してO、 、 、になります。B
• xy 座標はレイアウト内のピンの位置になります。
• 入力の場合、負荷情報は*Lピンの静電容量になります。
• 出力の場合、駆動情報は*D駆動セルのタイプになります。
• *P一部の抽出ツールは、対応するピンの位置ではなく、論理ポート (存在しない) の物理的な位置を検索するため、ポート エントリの座標は正確でない場合があります。

この*CAPセクションでは、ネットの詳細な静電容量情報を提供します。この*CAPセクションのエントリには、グランドにまとめられたコンデンサ用と結合されたコンデンサ用の 2 つの形式があります。

グランドに接続されたコンデンサには 3 つのフィールドがあります。

• 識別整数、
• ノード名、および
• このノードの静電容量値。

1 regcontrol_top/GRC/U9743:E 0.936057

カップリングコンデンサには 4 つのフィールドがあります。

• 識別整数、
• 2つのノード名、および
• これら 2 つのノード間の結合コンデンサの値。

2 regcontrol_top/GRC/U9409:A regcontrol_top/GRC/U10716:Z 0.622675

Aネットがネットに結合されている場合B、結合コンデンサは各ネットの*CAPセクションにリストされます。

この*RESセクションでは、ネットの抵抗ネットワークについて説明します。

セクションのエントリには*RES4 つのフィールドが含まれます。

• 識別整数、
• 2つのノード名、および
• これら 2 つのノード間の抵抗。

1 regcontrol_top/GRC/U9743:E regcontrol_top/GRC/U9407:Z 10.7916

ネットの抵抗ネットワークは非常に複雑になることがあります。レイアウトが単純なポイントツーポイント ルートであっても、SPEF には抵抗ループや途方もなく巨大な抵抗が含まれることがあります。これは、抽出ツールが抽出のためにネットを小さな断片に切り分け、SPEF の書き込み時にそれらを数学的につなぎ合わせることによって発生します。

上記の例では、各コンデンサまたは抵抗器の単一の寄生値を示しています。この値がどのコーナーを表すかは、寄生抽出と遅延計算フローによって決まります。SPEF では、最小値、標準値、最大値を報告することもできます。

1 regcontrol_top/GRC/U9743:E 0.936057:1.02342:1.31343

IEEE 標準では、1 つまたは 3 つの値を報告する必要がありますが、一部のツールではmin : max のペアが報告され、将来的にはツールが多くのコーナー ( corner1 : corner2 : corner3 : corner4 ) を報告するようになることが予想されます。

SPEF は SPF (DSPF および RSPF を含む) とは異なります。詳細な標準寄生形式は、SPICEシミュレーションで役立つように設計された、まったく異なる形式です。たとえば、*NETセクションには終わりがなく、コメントは 2 つのアスタリスクで始まる必要があります。

DSPF 形式の簡単な構文は次のとおりです。

*DSPF1.0
*区切り線 /
*区切り文字:
*バスデリミタ[]

*|GROUND_NET ネット名

.サブクット

*NET ネット名 ネットキャップ
*|I(インスタンスピン名 インスタンス名 ピン名 ピンタイプ ピンキャップ XY)
*|P(ピン名 ピンタイプ ピンキャップ XY)
*|S(サブノード名 XY)

.ENDs

。終わり

頭字語の意味は次のとおりです。

• SPF — 標準寄生虫フォーマット
• DSPF — 詳細標準寄生フォーマット
• RSPF — 縮小標準寄生フォーマット
• SPEF — 標準寄生交換フォーマット
• SBPF — Synopsys バイナリ寄生形式

SPF は、ネットリストの寄生を定義するCadence Design Systems の標準です。DSPF と RSPF は、SPF の 2 つの形式です。SPF という用語自体は、寄生を一般的に表すために使用される (または誤用される) ことがあります。DSPF と RSPF はどちらも、寄生情報を RC ネットワークとして表します。RSPF は、各ネットを RC「pi」モデルとして表します。このモデルは、ネットのドライバでの等価「近い」容量、ネットの等価「遠い」容量、およびこれら 2 つの容量を接続する等価抵抗で構成されます。各ネットには、ネット上のピンの数に関係なく、ネットワーク用の単一の「pi」ネットワークがあります。pi ネットワークに加えて、RSPF により、PrimeTime ツールは、すべてのピン間の相互接続遅延に対して Elmore 遅延を計算します。

対照的に、DSPF は、すべてのネットの RC 寄生の詳細なネットワークをモデル化します。したがって、DSPF は RSPF よりも正確ですが、DSPF ファイルは、同じ設計の RSPF ファイルよりも 1 桁大きくなる可能性があります。また、DSPF にはカップリング キャップの仕様がありません。DSPF は、他の形式よりも SPICE ネットリストに似ています。SPEF は、ネットリストの寄生を定義するための Open Verilog Initiative (OVI) 形式 (現在は IEEE) 形式です。SPEF はSPF 形式と同じではありませんが、同じように使用されます。SPF 形式と同様に、SPEF には抵抗と容量の寄生が含まれます。また、SPF 形式と同様に、SPEF は寄生を詳細形式または簡略形式 (π モデル) で表すことができますが、簡略形式の方が一般的に使用されている可能性があります。SPEF には、異なるネット間の容量をモデル化できる構文もあるため、PrimeTime SI (クロストーク) 解析ツールで使用されます。 SPEF は、ファイル サイズを縮小するために名前が整数にマッピングされるため、SPF や DSPF よりも小さくなります。

SBPF は、PrimeTime でサポートされているSynopsysバイナリ形式です。この形式に変換された寄生データは、SPEF 形式で保存された同じデータよりもディスク領域をあまり占有せず、はるかに高速に読み取ることができます。寄生データを SBPF に変換するには、コマンドを使用して読み込んでから書き出しますwrite_parasitics -format sbpf。

• IEEE 集積回路 (IC) 遅延および電力計算システム標準。1999 年。doi :10.1109 / IEEESTD.1999.91518。ISBN 0-7381-1771-4。
• IEEE 集積回路 (IC) オープンライブラリアーキテクチャ (OLA) 標準。2020 年。doi :10.1109 / IEEESTD.2020.9034549。ISBN 978-1-5044-6355-3。
• http://143.248.230.186/tech_doc/diffrence_paracitic_data.txt
• 「Cadence Standard Parasitic Format (SPF)。バージョン C1.5.1」 (PDF)。Cadence Design Systems。1999年 5 月 19 日。2019年 4 月 19 日にCadence Support 経由で取得。
• 「Cadence SPEF、DSPF、SPF、またはRSPF仕様はどこで確認できますか？」2023年7月12日閲覧。