TP6 : Routage "overcell" d'un opérateur de décodage

1 Objectif

Nous avons vu dans le TP5 comment dessiner une cellule précaractérisée respectant le gabarit de le bibliothèque SXLIB. Le but de ce TP6 est de réaliser le dessin des masques d'un bloc combinatoire résultant de l'interconnexion d'une quinzaine de cellules de la bibliothèque SXLIB.

On va donc effectuer à la main (c'est à dire en utilisant l'éditeur interactif graal), le placement et le routage de cet opérateur, pour mieux comprendre les problèmes que doivent résoudre les outils de placement/routage automatiques.

2 Spécification fonctionnelle

On souhaite réaliser le décodeur 3 vers 4 tel que décrit ci-dessous.

La sortie Zi prend la valeur 1 quand le nombre de bits d'entrée ayant la valeur 1 est égal à i. Les 3 autres sorties prennent la valeur 0.

Les équations sont les suivantes :

• Z0=/A./B/./C
• Z1=(A./B./C)+(/A.B./C)+(/A./B.C)
• Z2= (A.B./C) +(A./B.C)+ (/A.B.C)
• Z3=A.B.C

De ces équations , on déduit le schéma en portes logiques inverseuses :

Le bloc à réaliser contient donc 10 portes NAND3 et 5 inverseurs. Regardons plus précisément les caractéristiques de chaque cellule :

• La cellule inv_x1 a une largeur de 3 pitchs.
• Le signal d'entrée E est accessible sur 6 pistes de routage.
• Le signal de sortie S est accessible sur 7 pistes de routage.

• La cellule na3_x1 a une largeur de 5 pitchs.
• Les 3 signaux d'entrée E1, E2 et E3 sont accessibles sur 6 pistes de routage.
• Le signal de sortie S est accessible sur 7 pistes de routage.

On propose le placement ci-dessous pour cet opérateur, mais vous pouvez choisir un autre placement si vous le souhaitez :

Le dessin ci-dessous illustre un routage partiel correspondant à quelques signaux et utilisant des fils de Metal2 , Metal3, ainsi que des via12 et des vias23.

3 Travail à effectuer

3.1 Saisie du schéma

• Utiliser le langage STRATUS pour décrire le schéma proposé ci dessus, et générer le fichier decodeur.vst correspondant à la description structurelle VHDL de cet opérateur.
• Valider ce schéma en écrivant quelques stimuli, et en simulant avec Stratus.

3.2 Placement / Routage

• Saisir sous graal le dessin du bloc decoder en instanciant les 5 portes inv_x1 et les 10 portes na3_x1.
• Dessiner les fils de routage sous graal, et utiliser la commande equi pour vérifier la connectivité de chacun des signaux.
• Vérifier l'absence de violation des règles de dessin en lançant la commande druc sous graal. Pour que cette vérification soit significative, il faut préalablement "mettre à plat" le bloc decoder, en utilisant la commande real flat.

3.3 Validation du routage

• Extraire la netlist du bloc decoder au format .al avec l'outil cougar mais sans descendre au niveau des transistors : On veut obtenir une netlist de cellules, et non une netlist de transistors.
• Vérifier que les deux netlists définies par les fichiers decoder.vst et decoder.al sont isomorphes en utilisant l'outil lvx.
• Créer un fichier Makefile automatisant la procédure de validation.

4 Compte rendu

Vous rendrez un compte rendu d'une page maximum pour ce TP.

Vous joindrez vos fichier sans oublier le Makefile.