????????在之前的文章中，介紹了低功耗設計物理實施的方案：
數字后端——低功耗設計物理實施_滄海一升的博客-CSDN博客_低功耗設計低功耗設計方案所涉及到的物理實施相關內容https://blog.csdn.net/qq_21842097/article/details/119918312????????為了實現例如門控時鐘，多電源電壓，多閾值電壓，門控電源等低功耗技術，芯片設計的單元庫必須有一些特殊的器件來支持完成這些低功耗技術的實現。這些支持低功耗物理設計的特殊器件將在本文中詳細講述。
一、帶電源信息的庫
????????在較早的集成電路設計時期，由于所有的器件都連接在VDD 和VSS 上，所以單元庫的元件都連接在單一的通用的電源上。庫里的器件并沒有關于電源的相關信息。隨著多電源電壓的使用，指定特殊的電源管腳來連接特定的電壓就變的必不可少了。比如，電平轉換器單元（Level Shifter）中就有不同的管腳來連接不同的電源電壓。
????????在物理設計的流程中需要用到的標準單元的邏輯庫文件（.db）是要帶有這種電源信息的。如果庫里沒有這種信息，可以用EDA 工具把不帶電源信息的標準單元邏輯庫轉換成帶電源信息的標準單元邏輯庫。在IC Compiler 或者Design Compiler 中使用add_pg_pin_to_db，就可以完成上述轉換。當然上述工具同樣可以使用add_pg_pin_to_lib命令，把電源信息添加到.lib 庫中。
二、多閾值電壓的器件
????????多閾值電壓的單元庫中，每一種邏輯門都會有兩種或者多種不同閾值電壓的單元。邏輯單元的延遲和泄漏功耗受閾值電壓的影響。低閾值電壓器件單元的轉換速度較快，但是會有較高的泄漏功耗。而高閾值電壓器件單元泄漏功耗較小，但它的轉換時間會比較長。
????????在標準單元庫里，我們一般會用threshold_voltage_group 命令來指定庫中單元具體屬于哪種閾值電壓的器件。在標準單元庫中，多閾值電壓器件的具體定義如下所示，其中器件單元AND1_H 屬于高閾值電壓的器件，而AND1_L 屬于低閾值電壓的器件。
?三、電平轉換器單元（Level shifter）
????????在一個使用多電源電壓技術的設計中，由于不同電壓域之間的電壓不同，我們一般需要電平轉換器單元來轉換。電平轉換器單元就像一個緩沖器連接著一個電壓域的輸出端口和一個電壓域的輸入端口。其作用主要是在最小的延遲下把邏輯信號從一種電壓轉變到另一種電壓，如圖所示。
?????????標準單元庫中對電平轉換器單元的信息一般包括以下幾個方面：
- 電平轉換類型：一般可分從低電平到高電平的電平轉換器單元和從高電平到低電平的電平轉換器單元兩種類型；
- 支持電壓的大小；
- 連接到特定的電壓的引腳。
????????以一個從低電平變換到高電平的電平轉換器單元為例，其在標準單元庫中的信息為：
?????????物理設計實現EDA 工具IC Compiler 可以根據具體的情況，在標準單元庫中找到合適的電平轉換器單元，插入合適電平轉換器到網表中，然后合理擺放，連接相應的連線完成此設計。
四、隔離單元（Isolation Cell）
????????對于一個使用門控電源技術的設計，在不同電源域（Power Domain）之間需要使用隔離單元（Isolation Cell）來隔離，從而使不同電源域之間相互不受干擾。這種單元會有一個使能輸入引腳，通過這個引腳我們可以相當簡單地控制其工作模式。當其輸出和輸入都接通電源時，它就像一個緩沖器。當其輸入不接通電源的時候，只有一個穩定的輸出信號。如圖所示。
?????????由于在現階段的低功耗設計中會使用多種低功耗技術，例如多電源電壓低功耗技術和門控電源同時使用時，存在兩種不同電源電壓其中某個區域還可以關斷電源的情況，這個時候我們就需要一種同時具有隔離功能和電平轉換功能的器件單元，我們稱這種器件單元叫使能的電平轉換器單元（Enable Level Shifter Cell）。其結構如圖所示。
?????????這種器件在標準單元庫的描述如下：
?五、電源開關單元（Power Switch Cells）
????????在一個使用門控電源低功耗技術的設計中，為了適時地關斷電源就需要一個控制VDD關斷的器件單元（稱為Header Power Switch Cell）或者一個控制VSS 關斷的器件單元（稱為Footer Power Switch）。控制VDD 關斷的器件連接在VDD 的電源軌道上（VDD Rail）來控制是否接通VDD。控制VSS 關斷的器件連接在VSS 的電源軌道上（VSS Rail）來控制是否接通VSS。
?????????電源開關器件在標準單元庫中的描述大致如圖所示:
六、保持寄存器單元（Retention Register Cells）
????????對于一個使用門控電源技術的設計，當需要上電快速恢復數據時，我們一般會使用保持寄存器單元。這種保持寄存器單元是通過存儲（Save）和恢復（Restore）這兩個引腳來控制數據的存儲和恢復的。其結構如圖 所示。
????????在標準單元庫中，典型的保持寄存器單元的描述如下所示：
?七、其他
?剩下常見使用到的物理單元見數字后端——物理單元介紹_滄海一升的博客-CSDN博客_數字后端對后端實現中用到的物理單元進行介紹，包括tap cell，dcap cell等。https://blog.csdn.net/qq_21842097/article/details/121745578
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