芯片設計分為芯片反向設計和正向設計，只有充分把握正反向設計才能最準確認識芯片設計過程。本文中，將對芯片設計的正反向設計過程加以詳細介紹，以希望凡閱讀本文的朋友對芯片設計均有更加深層次的理解。下面跟著小編一起來看看吧。
一、芯片的反向設計和正向設計
芯片反向分析(reverseengineering, RE)也稱反向設計或反向工程，之所以稱為“反向分析”是相對于“正向設計”而言的。正向設計采用自頂向下(top down)的設計方法，即從設計思想出發(fā)，通過電路或邏輯設計得到芯片網表，最后設計完成用于生產的版圖。與之相反，反向分析采用自底向上(bottom up)的設計方法，從參考芯片(有時也稱為“原芯片”)的圖像開始，通過電路提取得到芯片網表或電路圖，然后再對電路進行層次整理和分析，進而獲取參考芯片的設計思想。
正向設計和反向分析的難點是不同的，正向設計的難點在于設計思想的構思，而反向分析的難點則在于設計思想的獲取。
實際上正向設計是一種設計方法，通過正向設計可以把設計思想轉變成芯片實物。而反向分析則是以學習設計技巧、提高設計經驗、配合和完善正向設計為目的，因此，嚴格來講反向分析并不是一種設計方法，而是促進和完善正向設計的一種工具和手段，是正向設計有益的必要的補充。
二、反向分析流程
反向分析主要應用于集成電路技術分析、專利分析、芯片仿制等不同的方面，不同的應用有著不同的設計流程。芯片仿制是利用反向技術完成一個完整的芯片設計，其流程最為完整，為了讓讀者更加全面地了解反向分析流程，下面就以芯片仿制為例詳細介紹一下反向分析流程。
芯片前處理是反向分析的基礎性環(huán)節(jié)，它包括封裝去除、管芯解剖、圖像采集和圖像處理等步驟，通過前處理可以得到包含參考芯片所有版圖信息的芯片圖像數(shù)據(jù)庫。
網表提取是基于芯片圖像進行單元、互連線等各種版圖元素的識別，并得到芯片網表的過程。提取得到的芯片網表通常包含一系列模擬器件和基本數(shù)字單元，以及這些器件和單元端口的連接關系信息。網表通常是以文本文件的形式描述，也可以轉換為圖形化的平面電路圖形式。
對于提取得到的網表(或平面電路圖)，還需要進行電路整理分析，在保證電路連接關系不變的前提下將其轉化為層次化電路圖，還原其原始的設計架構和功能模塊，這樣就可以了解參考芯片的設計思想、設計技巧和設計特點。電路整理后還需要進行電路或邏輯仿真，通過仿真可以驗證網表提取的正確性，也可以修正由于工藝移植帶來的器件參數(shù)值的偏差。
版圖設計是參照圖像背景，按照目標工藝的設計規(guī)則進行版圖繪制的過程。它是芯片仿制中重要而獨特的一個環(huán)節(jié)。版圖繪制完成后，還需要同網表進行LVS驗證，以發(fā)現(xiàn)網表提取或版圖繪制中的錯誤，從而提高芯片仿制的成功率。版圖設計結束后，還需要對版圖進行后仿真，以驗證和優(yōu)化版圖移植后的時序和功耗等性能。
以上工作都完成后，就進入到芯片制造環(huán)節(jié)。這個環(huán)節(jié)包括掩膜版制作、流片生產、芯片封裝和芯片測試等。
三、正反向相結合的設計方法
正向設計和反向分析并不是相互對立的，在實際設計中，這兩種方法經常結合使用，只不過使用時會有所偏重。
當設計思路明確、設計技巧積累充分時，會以正向設計為主，反向分析為輔。此時，反向分析起到糾正設計思路誤差、彌補設計缺陷的作用。在產品規(guī)劃階段，反向分析對確定設計目標、選擇設計工藝、合理估算成本等方面起到參考作用;在設計初期，反向分析可以驗證設計思路的合理性和完善性;而在設計過程中遇到難點時，反向分析可幫助尋求解決問題的線索。
當技術不夠成熟、整體設計思路不完善時，只能采取以反向分析為主的方式，此時正向設計可以優(yōu)化產品性能和規(guī)避侵權風險。在電路設計方面，可以對反向提取得到的電路加以修改和優(yōu)化(例如添加部分電路模塊或替換部分電路模塊)，用以規(guī)避專利侵權和提升產品某些性能，進而形成自主知識產權的產品。在版圖設計方面，可以在反向提取得到的電路的基礎上，采用手工繪制或者自動布局布線的方法重新設計版圖，從而形成與原芯片版圖不同的新產品。采用這種方式可有效地屏蔽布圖設計侵權問題，適合難以理解的協(xié)議類或算法類芯片的設計。
正反向相結合的設計方法，在國內集成電路設計能力普遍落后的情況下，具有重要的現(xiàn)實意義。首先，在設計技術上，國內設計水平遠遠落后于發(fā)達國家。因此，要完全依靠自己的力量，獨立地開發(fā)出全新的并在國際市場上有競爭力的產品，是非常困難的。其次，國內高水平的集成電路設計人才奇缺，難以設計出一流的芯片產品。再次，國內集成電路設計企業(yè)在進行芯片設計時面臨的普遍問題是資金不足，而集成電路行業(yè)是一個高投入、高風險、高收益的行業(yè)，沒有足夠的資金投入，很難保證設計的質量和成功率。最后，在開發(fā)風險上，由于缺乏技術積累和設計經驗，國內集成電路設計企業(yè)在進行芯片產品的設計時，往往要承擔很高的設計風險。
通過以上分析可以看出，由于國內集成電路設計行業(yè)自身的局限性和行業(yè)本身的特點，要獨立自主、借鑒吸收、跳躍式地開發(fā)集成電路產品就必須走“學習、吸收、再創(chuàng)新”的路子。這就要求通過反向分析技術，學習和參考國外先進的設計經驗和技巧，來快速、高效地趕上國外的集成電路設計水平;同時通過正向設計，創(chuàng)造有競爭力的產品，來贏得市場和利潤。
依照國內外的相關法律，企業(yè)完全可以通過反向分析合法地獲取設計經驗和技巧。事實證明，通過正反向相結合的設計方法來發(fā)展國內的集成電路行業(yè)是可行的，也是必須的。國內很多集成電路設計公司都是通過這種方式起步并發(fā)展壯大的。
所謂芯片反向設計，簡單來說，就是通過對芯片內部電路的提取和分析，分析和排列，實現(xiàn)芯片技術原理、設計思想、工藝制造、結構機理等方面的深入洞察，可以用來驗證設計框架或分析信息流中的技術問題，也可以幫助新的。芯片設計或產品設計方案。這樣
通過與知名芯片設計企業(yè)的合作，我們長期致力于為設計公司提供技術支持和服務，完成產品定位、競爭性研究分析、版權保護、學習和參考先進設計思想和D。設計技術。我們有獨特的技術和實用技巧，為芯片的逆向設計、快速精確的電路逆向提取和高效的電路配置和分析，提供了自主創(chuàng)新的平臺，從而縮短了學習曲線，加快了集成電路的發(fā)展。提高自身的技術水平。這樣
我們的芯片逆向設計服務包括網絡表/電路圖反向提取、電路層次安排、邏輯功能分析、布局提取和設計、設計規(guī)則檢查和調整、邏輯布局驗證、丹元酷替換和過程尺寸縮放。這樣
通過這些逆向分析方法，我們可以幫助客戶了解其他產品的設計，進行項目可行性研究，開拓思路，發(fā)現(xiàn)問題，并以成本核算為例，評估和驗證自己的技術方案和設計思路的可行性。進入新的領域;通過成熟的市場。研究產品有助于解決關鍵技術問題，利用現(xiàn)有產品的市場資源，減少進入壁壘，實現(xiàn)更好的產品兼容性等。
網表/電路圖反向提取
在芯片反向設計中，網表/電路圖的提取是個很大的課題，網表提取的質量和速度直接影響后續(xù)整理、仿真、LVS等方方面面的工作。我們在總結眾多成功案例的基礎上，依托自主研發(fā)的軟件應用，可準確、快速、高質量地進行網表/電路圖的提取。
邏輯功能分析
網表提取結束后，往往需要進行電路的整理工作，把一個打平(flatten)的電路進行層次化(hiberarchy)整理，形成一個電路的層次化結構，以便理解設計者的設計思路和技巧，同時還能達到查找網表錯誤的目的。
版圖設計
版圖設計是電路邏輯的物理實現(xiàn)，是集成電路產品實現(xiàn)(ChipLogic Layeditor)。我們在反向設計的基礎上提供版圖的提取、工藝庫替換、目標工藝修改、DRC檢查和LVS校驗等各種設計服務。
邏輯版圖驗證
網表和版圖設計結束后，往往需要對其正確性進行各種驗證，為了保證設計流程的完整性，
四、總結
簡而言之，反向設計的流程與正向設計正好相反，從流程上來講，首先要去掉芯片的封裝，然后對芯片進行層層剝離，傳統(tǒng)的反向設計往往是對剝離出來的芯片進行拍照和分析。但是現(xiàn)在，隨著芯片復雜度的提高，簡單的拍照已經不能對芯片進行有效的分析了。對此，芯谷集成電路推出了相關分析軟件，利用軟件方式來實現(xiàn)對芯片的分析，大大提高了分析的效率和解密的成功率。芯片正向設計由于是初投市場，沒有經過市場的大量驗證，在實際使用過程中很可能會存在算法漏洞和不完善不合理的設計，因此需要進行反復的改板、測試、再生產。芯片解密就能實現(xiàn)芯片的查漏補缺。
下載文檔
