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【導讀】布線設計時不可避免的問題就是同一芯片上使用不同電壓，怎么能解決布線和電路布局上的電壓區域問題？不管是信號集成還是穩定性，這都是首要解決的問題。

過去，解決這一問題的最好方法是在PCB板的頂層進行標記，這樣人們就知道那塊區域使用的那個電壓了。設計和驗證也在他們的操作中使用標記層，這種方式看起來似乎還不錯。

圖1
 

使用標記層區別不同的電壓區域

對于只有很少不同電壓區域而且每種電壓之間的區別比較明顯的設計來說，這種方法還算不錯。使用這種方法需要設計者清楚地知道每一塊區域的范圍，并且采用合適的標記層……另外還要保證設計師有足夠的時間做這種事，并且不會忘記。

當然，IC設計的世界不會永遠那么簡單。你會遇到越來越多的電壓，越來越多不同的電源域。另外，現在很多設計都對尺寸敏感，為了節省工作面積，有時候還不得不將高電壓的線路穿過低電壓區域進行走線。這些因素要求更為細膩的精度和控制，這就需要多邊形級電壓依賴性DRC（設計規則檢查）檢查方法。這種方法的思路非常簡單，和使用標記層標記不同，只需要簡單將電壓信息放入多邊形區域中，驗證工具就能根據最大/最小電壓的范圍計算出最接近的空間布線規則。

圖2
 

多邊形級電壓依賴性DRC（設計規則檢查）檢查方法的簡單演示
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使用這種方法時，DRC工具可以使用實際的最大/最小電壓信息來決定要應用怎樣的最小間距規則。比如說，如果兩條相鄰的走線之間的最大可能的電壓差為1.5V，然后就采用X規則。如果這一數值是2.1V，又采用另一種規則Y。通過這種檢查方法，可以最大化的減少電路所需要的面積，并且又確保了制造工藝上的限制。

這種方法所帶來的最明顯的挑戰是必須要先確認最大和最小電壓值，并且要將其注釋到布局網中。一旦電壓生成，就需要將其標記到布局中。但是布局工程師可不想在錄入這樣的信息上浪費時間。那有什么方法可以自動完成嗎？

生成最大/最小電壓的方法依賴于設計流程，對于模擬設計來說，SPICE仿真是已經完備的并且能覆蓋每個節點的整個動態范圍，所以可以直接從已有的仿真流中導出每個區域的最大/最小電壓值。而對于數字設計來說，難度就大得多了。

對于數字設計，我們建議使用自動化工具從引腳向內部網絡傳遞電壓。這些工具應該能將每個引腳的電壓都傳遞到內部節點上，然后再為每一個內部網絡提供完整的動態范圍。

然后該工具就可以自動地將最大/最小電壓標記在每張布局上并簽核DRC。

圖3
 

用于簽核和互動修復的電壓依賴性DRC流程。Calibre PERC和Calibre nmDRC的結合為你提供了一個完整的流程，以在采用的布局上生成所需要的電壓信息，并根據工廠的DRC簽核要求進行驗證。

來自這種流程的錯誤會在設計環境中高亮顯示，其它的驗證錯誤也會如此。但是，其結果只會包含錯誤本身的信息（電壓差和相關的錯誤）；為了消除這個錯誤，布局工程師需要更多的了解這個錯誤。比如說，如果有一個涉及到兩個區域的錯誤，兩者之間的電壓差為2.2V，那么這時應該選用的間隔是X……但是這些電壓差從何而來？那塊區域擁有怎樣的電壓值？該信息出現在驗證流程中，而不是出現在設計環境或結果之中。

幸運的是，你可以以某種格式導出電壓和布線網絡的信息，并將其導入到OpenAccess數據庫中作為一系列的限制信息。你應該使用一種能夠識別這種信息的工具，并將其提供給用戶交互，并將這些電壓信息添加到多邊形中進行交互認證。

通過將合適的自動化工具和自定義設計環境進行結合，可以提供一個集實現、優化和驗證電壓依賴性布局的完整系統，從而得到更小、更高效的布局，并最終為多電壓域項目的研發節省了時間和資金。