SPEF Standard Parasitic Exchange Format

Standard Parasitic Exchange Format (SPEF) adalah standar IEEE untuk merepresentasikan data parasit kabel dalam sebuah chip dalam format ASCII. Kabel yang tidak ideal memiliki resistensi parasit dan kapasitansi yang ditangkap oleh SPEF. Kabel ini juga memiliki induktansi yang tidak termasuk dalam SPEF. SPEF digunakan untuk perhitungan penundaan dan memastikan integritas sinyal dari sebuah chip yang pada akhirnya menentukan kecepatan operasinya.

SPEF adalah spesifikasi paling populer untuk pertukaran parasit antara berbagai alat domain EDA selama fase desain apa pun.

Spesifikasi untuk SPEF adalah bagian dari Standar IEEE 1481-1999 untuk Sistem Perhitungan Delay dan Daya Sirkuit Terpadu (IC). Versi terbaru SPEF adalah bagian dari Standar IEEE 1481-2019 untuk Integrated Circuit (IC) Open Library Architecture (OLA).

SPEF diekstraksi setelah perutean di Tempat dan tahap rute. Ini membantu dalam perhitungan analisis IR-drop yang akurat dan analisis lainnya setelah perutean. File ini berisi parameter R dan C tergantung pada penempatan petak/blok dan perutean di antara sel yang ditempatkan.

Sintaks SPEF

SPEF (Standard Parasitic Extraction Format) didokumentasikan dalam bab 9 dari IEEE 1481-1999. Beberapa metode untuk menggambarkan parasit didokumentasikan, tetapi kita hanya membahas beberapa yang penting.

Sintaks Umum

File SPEF tipikal akan memiliki 4 bagian utama:

bagian tajuk,
bagian peta nama,
bagian port tingkat atas, dan
bagian deskripsi parasit utama.

Umumnya, kata kunci SPEF diawali dengan tanda bintang, misalnya: *R_UNIT, *NAME_MAP dan *D_NET.

Komentar dimulai di mana saja pada satu baris dengan // dan dijalankan hingga akhir baris. Setiap baris dalam blok komentar harus dimulai dengan //.

Informasi Tajuk

Bagian header adalah 14 baris yang berisi informasi tentang:

nama desain,
alat ekstraksi parasit,
gaya penamaan, dan
unit.

Saat membaca SPEF, penting untuk memeriksa tajuk untuk unit karena bervariasi di berbagai alat. Secara default, SPEF dari Astro akan berada di pF dan kΩ sedangkan SPEF dari Star-RCXT dan Quantus QRC akan berada di fF dan Ω.

Bagian Peta Nama

Untuk mengurangi ukuran file, SPEF memungkinkan nama yang panjang dipetakan ke angka yang lebih pendek yang diawali dengan tanda bintang. Pemetaan ini didefinisikan di bagian peta nama. Sebagai contoh:

*NAME_MAP
*509 F_C_EP2
*510 F_C_EP3
*511 F_C_EP4
*512 F_C_EP5
*513 TOP/BUF_ZCLK_2_pin_Z_1
*514 TOP/BUF_ZCLK_3_pin_Z_1
*515 TOP/BUF_ZCLK_4_pin_Z_1

Nanti di file, F_C_EP2 dapat dirujuk dengan namanya atau *509. Pemetaan nama dalam SPEF tidak diperlukan. Selain itu, nama yang dipetakan dan yang tidak dipetakan dapat muncul di file yang sama. Biasanya, nama pendek seperti pin bernama A tidak akan dipetakan karena pemetaan tidak akan mengurangi ukuran file. Seseorang dapat menulis skrip untuk memetakan angka kembali menjadi nama. Ini akan membuat SPEF lebih mudah dibaca, tetapi sangat meningkatkan ukuran file.

Bagian Pelabuhan

Bagian port hanyalah daftar port tingkat atas dalam sebuah desain. Mereka juga dianotasi sebagai input, output atau bidirect dengan I, O atau B. Sebagai contoh:

*PORTS
*1 I
*2 I
*3 O
*4 O
*5 O
*6 O
*7 O
*8 B
*9 B

Parasit
Setiap jaring yang diekstrak akan memiliki bagian *D_NET. Ini biasanya terdiri dari baris *D_NET, 
bagian *CONN, bagian *CAP, bagian *RES, dan baris *END. Jaring pin tunggal tidak akan memiliki 
bagian *RES. Jaring yang terhubung dengan pin yang berbatasan tidak akan memiliki bagian *CAP.

*D_NET regcontrol_top/GRC/n13345 1.94482
*CONN
*I regcontrol_top/GRC/U9743:E I *C 537.855 9150.11 *L 3.70000
*I regcontrol_top/GRC/U9409:A I *C 540.735 9146.02 *L 5.40000
*I regcontrol_top/GRC/U9407:Z O *C 549.370 9149.88 *D OR2M1P
*CAP
1 regcontrol_top/GRC/U9743:E 0.936057
2 regcontrol_top/GRC/U9409:A regcontrol_top/GRC/U10716:Z 0.622675
3 regcontrol_top/GRC/U9407:Z 0.386093
*RES
1 regcontrol_top/GRC/U9743:E regcontrol_top/GRC/U9407:Z 10.7916
2 regcontrol_top/GRC/U9743:E regcontrol_top/GRC/U9409:A 8.07710
3 regcontrol_top/GRC/U9409:A regcontrol_top/GRC/U9407:Z 11.9156
*END

Baris *D_NET memberi tahu nama net dan kapasitansi total net. Kapasitansi ini akan menjadi jumlah dari semua kapasitansi di bagian *CAP.

* Bagian CONN
Bagian *CONN mencantumkan pin yang terhubung ke internet. Koneksi ke instance sel dimulai dengan *I. Sambungan ke port tingkat atas dimulai dengan *P.

Sintaks entri *CONN adalah:

*I <nama pin> <arah> *C <koordinat xy> <memuat atau mengarahkan informasi>
Di mana:

Nama pin adalah nama pin.

Arahnya adalah I, O, atau B, masing-masing sesuai dengan input, output, atau sinyal dua arah.
Koordinat xy akan menjadi lokasi pin di layout.
Untuk input, informasi pemuatan adalah *L dan kapasitansi pin.
Untuk keluaran, informasi penggeraknya adalah *D dan jenis sel penggeraknya.
Koordinat untuk entri port *P mungkin tidak akurat karena beberapa alat ekstraksi mencari lokasi fisik port logis (yang tidak ada) daripada lokasi pin yang sesuai.

* Bagian CAP
Bagian *CAP memberikan informasi kapasitansi terperinci untuk jaringan. Entri di bagian *CAP tersedia dalam dua bentuk, satu untuk kapasitor yang disatukan ke arde dan satu lagi untuk kapasitor yang digabungkan.

Kapasitor yang disatukan ke ground memiliki tiga bidang:

bilangan bulat pengenal,
nama simpul, dan
nilai kapasitansi node ini.
Contoh
1 regcontrol_top/GRC/U9743:E 0,936057
Kapasitor kopling memiliki empat bidang:

bilangan bulat pengenal,
dua nama simpul, dan
nilai kapasitor kopling antara dua node ini.
Contoh
2 regcontrol_top/GRC/U9409:A regcontrol_top/GRC/U10716:Z 0,622675
Jika jaring A disambungkan ke jaring B, kapasitor sambungan akan terdaftar di setiap bagian *CAP jaring.

*Bagian RES
Bagian *RES menyediakan jaringan resistansi untuk jaring.

Entri di bagian *RES berisi 4 bidang:

bilangan bulat pengenal,
dua nama simpul, dan
resistensi antara dua node ini.
Contoh
1 regcontrol_top/GRC/U9743:E regcontrol_top/GRC/U9407:Z 10.7916
Jaringan resistensi untuk jaring bisa sangat kompleks. SPEF dapat berisi loop resistor atau resistor yang tampaknya sangat besar bahkan jika tata letaknya adalah rute titik ke titik yang sederhana. Ini disebabkan oleh alat ekstraksi memotong jaring menjadi potongan-potongan kecil untuk ekstraksi dan kemudian secara matematis menjahitnya kembali saat menulis SPEF.

Nilai Parasit
Contoh di atas menunjukkan nilai parasit tunggal untuk setiap kapasitor atau resistor. Terserah ekstraksi parasit dan aliran perhitungan tunda untuk memutuskan sudut mana yang diwakili oleh nilai ini. SPEF juga memungkinkan nilai min:typ:max dilaporkan:

1 regcontrol_top/GRC/U9743:E 0.936057:1.02342:1.31343
Standar IEEE mensyaratkan 1 atau 3 nilai untuk dilaporkan; namun, beberapa alat akan melaporkan pasangan min:maks dan diharapkan alat dapat melaporkan banyak sudut (sudut1:sudut2:sudut3:sudut4) di masa mendatang.

Perbedaan Antara Format Data Parasit

SPEF tidak sama dengan SPF (termasuk DSPF dan RSPF). Format Parasitik Standar Terperinci adalah format yang sangat berbeda, dimaksudkan untuk berguna dalam simulasi SPICE. Misalnya, bagian *NET tidak memiliki akhiran, dan komentar harus dimulai dengan dua tanda bintang.

Sintaks singkat format DSPF adalah seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

*DSPF 1.0
* PEMBAGI /
*PEMUT :
*BUS_DELIMITER [ ]

*|GROUND_NET NetName

.SUBCKT

*NET NetName NetCap
*|I(InstancePinName InstanceName PinName PinType PinCap X Y)
*|P(PinName PinType PinCap X Y)
*|S(NamaSubNode X Y)

.AKHIR

Singkatan singkatan dari:

SPF — Format Parasit Standar
DSPF — Format Parasit Standar Terperinci
RSPF — Format Parasit Standar yang Dikurangi
SPEF — Format Pertukaran Parasit Standar
SBPF — Format Parasitik Biner Synopsys

SPF adalah standar Cadence Design Systems untuk mendefinisikan parasitics netlist. DSPF dan RSPF adalah dua bentuk SPF; istilah SPF sendiri terkadang digunakan (atau disalahgunakan) untuk mewakili parasitik secara umum. DSPF dan RSPF keduanya mewakili informasi parasit sebagai jaringan RC. RSPF mewakili setiap jaring sebagai model RC “pi”, yang terdiri dari kapasitansi “dekat” yang setara pada penggerak jaring, kapasitansi “jauh” yang setara untuk jaring, dan resistansi setara yang menghubungkan kedua kapasitansi ini. Setiap jaring memiliki satu jaringan “pi” untuk jaringan, terlepas dari berapa banyak pin yang ada di jaring. Selain jaringan pi, RSPF menyebabkan alat PrimeTime menghitung penundaan Elmore untuk setiap penundaan interkoneksi pin-ke-pin.

Sebaliknya, DSPF memodelkan jaringan rinci parasit RC untuk setiap jaring. Oleh karena itu DSPF lebih akurat daripada RSPF, tetapi file DSPF bisa menjadi urutan besarnya lebih besar dari file RSPF untuk desain yang sama. Selain itu, tidak ada spesifikasi untuk tutup kopling di DSPF. DSPF lebih mirip dengan netlist SPICE daripada format lainnya. SPEF adalah Open Verilog Initiative (OVI) — dan sekarang IEEE — format untuk mendefinisikan parasitics netlist. SPEF tidak identik dengan format SPF, meskipun digunakan dengan cara yang sama. Seperti format SPF, SPEF mencakup parasit resistansi dan kapasitansi. Juga seperti format SPF, SPEF dapat merepresentasikan parasitik dalam bentuk detail atau tereduksi (pi-model), dengan bentuk tereduksi mungkin lebih umum digunakan. SPEF juga memiliki sintaks yang memungkinkan pemodelan kapasitansi antara jaringan yang berbeda, sehingga digunakan oleh alat analisis PrimeTime SI (crosstalk). SPEF lebih kecil dari SPF dan DSPF karena nama dipetakan ke bilangan bulat untuk mengurangi ukuran file.

SBPF adalah format biner Synopsys yang didukung oleh PrimeTime. Data parasit yang dikonversi ke format ini menempati lebih sedikit ruang disk dan dapat dibaca lebih cepat daripada data yang sama yang disimpan dalam format SPEF. Anda dapat mengonversi parasitics ke SBPF, dengan membacanya dan kemudian menuliskannya dengan perintah write_parasitics -format sbpf.