IC设计中前仿真和后仿真的区别

本文介绍了IC设计中前仿真和后仿真之间的异同。  

一个完整的电路设计中必然包含前仿真和后仿真两个部分，它们都属于芯片验证中的关键环节。   尤其是在复杂的芯片设计中，验证要占用整个芯片设计流程时间的60%-70%。目的就是尽可能地对芯片功能进行充分的验证，尽早暴露出问题、解决问题，以保证所有功能完全正确。   那么前仿真和后仿真之间有哪些异同点呢？      

相同之处

前仿真和后仿真都属于数字验证工程师的工作范畴，且都涉及到验证环境的搭建，需要耗费大量的时间。   在实际工作中，需要使用的工具基本也是一样的。      

解决的问题不同

前仿真也可以叫功能仿真、行为仿真、RTL仿真，主要验证电路在理想环境下的行为和设计构想是否一致，电路功能是否符合Spec和设计要求。   后仿真也可以叫时序仿真、动态时序仿真、布局布线后仿真，主要针对布局布线之后的网表，加入时序分析，对功能正确性进行仿真验证。   前仿真主要验证的是功能正确性，后仿真主要验证的是时序正确性。           

侧重点不同

前仿真关心的是器件参数，不考虑电路门延迟与线延迟，没有器件内部逻辑单元和连线的实际延时信息，只是初步验证系统的逻辑功能。   后仿真除了关心器件参数之外还需要考虑线的寄生问题，这就是为什么后端环节中需要进行寄生参数提取。   因为导线本身存在的电阻，相邻导线之间的互感，耦合电容在芯片内部会产生信号噪声，串扰和反射。这些效应会产生信号完整性问题，导致信号电压波动和变化，如果严重就会导致信号失真错误。所以，提取寄生参数进行再次分析验证，分析信号完整性问题是非常重要的。          

流程环节不同

一个比较明显的区分标志就是布局布线。   前仿真需要在RTL代码设计环节进行，后仿真要在布局布线环节之后进行。   布局布线之后，晶体管等各类器件的具体形状、尺寸、相互位置已经确定，这表示将来制造完成的芯片结构也就确定了。   不同的版图设计将产生不同的寄生参数。例如，金属互连线和衬底之间所产生的分布电容大小与版图设计密切相关，版图设计不同，线的长度和路径都有可能不同，寄生电容也就不同。其他寄生情况与此类似，大部分都和具体的版图有关。          

仿真结果不同

前仿真主要分析电路逻辑功能，相对于后仿真来说速度更快。   后仿真引入了寄生分布参数的实际电路进行仿真，能够比较好地反应芯片的实际工作情况，是更接近于实际的仿真。但消耗时间相对更长。   有时候也会出现前后仿真结果不一致甚至差别很大的情况，其实一大部分原因就是它们各自的侧重点不同。

审核编辑：黄飞