本文轉自：自己的微信公眾號《數字集成電路設計及EDA教程》
里面主要講解數字IC前端、后端、DFT、低功耗設計以及驗證等相關知識，並且講解了其中用到的各種EDA工具的教程。
考慮到微信公眾平台上面發布的很多推文百度搜索不到，所以以后的推文也會在這里進行轉載。
圖：
黑洞：卡岡都亞
《28nm工藝下，自動生成管腳排列文件，給設計加PAD，並在PAD上面打Label的流程（含Tcl腳本）》
在后端設計中編寫管腳排列文件（.tdf文件）是一個非常繁瑣的過程，其實只要SPEC寫好，完全可以用腳本的方式來自動生成該文件，從而減少工作量並防止產生語法問題；且如果要在.tdf文件中指定IO的坐標，當坐標位置有一定的規律時，也可以用Tcl腳本來計算得到，不用靠手工計算來完成。當IO數目上百之后，可想該工作量該有多大，所以能用腳本就盡量用腳本來完成。
此外，在一些IO多的設計中經常用到一些Stagger擺放的PAD，他們的擺放也不容易，在PAD數目非常少的情況下手工擺放還有可能，但是數目增多之后難道非常大。尤其是一些特殊的庫中IO和PAD的FRAM View的寬度還不一樣。
另外，在ICC中給Port或者PAD打Label也是一個比較繁瑣的過程，不像之前的Astro直接用一個命令就搞定了，這里也需要用腳本來批量執行。
這里給出一個自己開發的流程，只要按照這個流程來做就能完美解決上述問題，且設計出錯的概率也會非常小。
放置PAD可以在Floorplan之后也可以在布線、DFM等完成之后。不過根據28 nm后端設計時的一些經驗，因為PAD是Stagger放置的，所以在內側PAD的金屬和芯片Core內部金屬連線存在一些金屬間距的違反，所以有兩種選擇：1、PAD在Floorplan結束之后馬上放置；2、PAD在布局布線、DFM之后放置，放置完畢后再檢查一下是否有DRC的違反，如果有，修復一下。
之后開始介紹詳細的生成.tdf文件以及放置PAD並為其打Label的流程：
1、首先要按照下面的格式寫一個SPEC文件來說明IO的名稱（這個也是將來打Label要用的），IO例化調用的cell，IO的放置方向（左、右、上、下）、順序（ORDER）、輸入輸出屬性（INOUT，這個不是必須的，不過為了使得整個設計更加清晰，所以加上了這一項），也可以加上坐標等信息。
2、之后編寫一個Tcl文件，內容如下，然后用Tcl執行即可生成Floorplan的管腳排列文件（.tdf）：
set fida [open ../../data/io_spec.csv r]
set fidb [open ../../data/create_io.tdf w]
gets $fida
while {[gets $fida data_in]>0} {
set side_sym [lindex $data_in 4]
switch $side_sym {
LEFT {set side_num 1}
TOP {set side_num 2}
RIGHT {set side_num 3}
BOTTOM {set side_num 4}
default {}
}
puts $fidb "set_pad_physical_constraints -pad_name [lindex$data_in 2] -side $side_num -order [lindex $data_in 5]"
}
puts $fidb "set_pad_physical_constraints -pad_name CORNER1-side 1 -offset 0"
puts $fidb "set_pad_physical_constraints -pad_name CORNER2-side 2 -offset 0"
puts $fidb "set_pad_physical_constraints -pad_name CORNER3-side 3 -offset 0"
puts $fidb "set_pad_physical_constraints -pad_name CORNER4-side 4 -offset 0"
close $fida
close $fidb
生成的tdf文件如下：
3、之后根據SPEC來查找IO所在位置，分內側和外側用Stagger方式插入PAD，並在PAD中心打相應的Label。其實SMIC 28 nm工藝和40 nm工藝的IO和PAD有一個非常大的不同之處是，它的IO不是等寬的，有細微的差距，有的是30 μm，有的是33 μm，可是PAD寬度是固定的30。本想擺放PAD的時候讓PAD和IO中心對齊，但是計算太麻煩了，感覺沒有必要，就讓所有的PAD都擺放在IO的一邊而非中心，因為這樣也能接觸良好，且不存在DRC、LVS的違反。另外，其實Label也沒有必要打在中心，打在左下角也是可以的，不過為了美觀，這里放在了中心。接下來是腳本：
#設定IO的長度和寬度：
set io_length 155
#IO的寬度有兩種，一種是33，一種是30，沒有必要將PAD放置在IO的中心，所以指定一個小的寬度：
set io_width 30;#33
set padio_width 30
#Stagger的PAD有兩種，一種是內側的PADI，一種是外側的PADO，
#指定PADI和PADO的長度：
set padi_length 155
set pado_length 67.07
#指定Label的偏移量：
set txt_x_org 15
set txt_y1_org 30
set txt_y2_org 114
#對PAD進行計數，同時對PAD進行命名，PAD0、PAD1…：
set num 0
#用out來指定PAD是擺放在內側還是外側，out=1則創建PADO，將其放在外側；否則的話創建PADI，並將其放在內側。Out交替變換實現Stagger。
set out 1
set fid [open ../../data/io_spec.csv r]
set data_in [gets $fid]
while {[gets $fid data_in]>0} {
global out
if {$out == 0} {
create_cell"PADI$num" PADI30RN ;#cannot use {PAD$num}
set padname"PADI$num"
} else {
create_cell"PADO$num" PADO30RN
set padname"PADO$num"
}
set io_location [get_location [lindex $data_in 2]]
set io_x_location [lindex $io_location 0]
set io_y_location [lindex $io_location 1]
#如果IO位於Bottom，那么坐標計算非常方便，直接讓PAD的左下角坐標和IO完全一樣就行了：
if {[lindex $data_in 4] == "BOTTOM"} {
set_attribute [get_cells-all $padname] orientation {N}
set pad_x_location$io_x_location
set pad_y_location$io_y_location
set txt_x_location [expr$pad_x_location+$txt_x_org]
if {$out == 0} {
settxt_y_location [expr $pad_y_location+$txt_y2_org]
} else {
settxt_y_location [expr $pad_y_location+$txt_y1_org]
}
#如果IO位於Right，那么計算會稍微復雜一點，PADO要貼近右側邊緣放置，而get_location只能得到IO左下角的坐標，所以坐標需要加上IO的長度再減去PAD的長度，如下圖所示，從圖中還能看出PAD的寬度和IO不一樣，因為沒有必要將PAD擺放到IO中心，所以也就沒有這樣做。
在Virtuoso中擺放出來是這樣的：
} elseif {[lindex $data_in 4] == "RIGHT"} {
set_attribute [get_cells-all $padname] orientation {W}
if {$out == 0} {
setpad_x_location [expr $io_x_location+$io_length-$padi_length]
} else {
setpad_x_location [expr $io_x_location+$io_length-$pado_length]
}
set pad_y_location$io_y_location
set txt_y_location [expr$pad_y_location+$txt_x_org]
set txt_x_location [expr$pad_x_location+$txt_y1_org]
} elseif {[lindex $data_in 4] == "TOP"} {
set_attribute [get_cells-all $padname] orientation {S}
set pad_x_location$io_x_location
if {$out == 0} {
setpad_y_location [expr $io_y_location+$io_length-$padi_length]
} else {
setpad_y_location [expr $io_y_location+$io_length-$pado_length]
}
set txt_x_location [expr$pad_x_location+$txt_x_org]
set txt_y_location [expr$pad_y_location+$txt_y1_org]
} elseif {[lindex $data_in 4] == "LEFT"} {
set_attribute [get_cells-all $padname] orientation {E}
set pad_x_location$io_x_location
set pad_y_location$io_y_location
set txt_y_location [expr$pad_y_location+$txt_x_org]
if {$out == 0} {
settxt_x_location [expr $pad_x_location+$txt_y2_org]
} else {
settxt_x_location [expr $pad_x_location+$txt_y1_org]
}
}
set_cell_location -coordinates "$pad_x_location$pad_y_location" $padname
create_text -origin [list [expr $txt_x_location] [expr$txt_y_location]] \
-height 1 \
-layer 83 \
-orient N [lindex$data_in 1]
if {$out == 0} {
set out 1
} else {
set out 0
}
incr num
}
close $fid
給出插入PAD之后的效果，注：IO在PAD下邊（DUP）
Label所在位置如下：
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