GB/T 43455-2023 模拟混合信号知识产权（IP）核质量评测（正式版）

ICS31.200GB/T43455—2023Analog/mixed-signalintellectualproperty(IP)corequalityevaluation国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会IGB/T43455—2023 Ⅲ 12规范性引用文件 13术语和定义 1 25说明 35.1交付项和评测项的类别 35.2具体实施 3 36.1通则 3 36.3IP核简介 46.4功能规范 46.5设计手册 56.6功能及物理验证文档 56.7应用手册 67电路设计质量 7.1概述 7.2电路设计交付项 7.3电路设计质量的评测内容 8物理设计质量 8.2物理设计交付项 8.3物理设计质量的评测内容 9模型质量 9.2算法级模型 9.3静态时序分析模型 9.4功耗模型 9.5外围互连模型 9.6电路级接口模型 9.7物理布图模型 10功能验证质量 10.2功能验证交付项 ⅡGB/T43455—202310.3评测内容 11流片验证质量 11.2流片验证交付项 11.3流片验证质量的评测内容 附录A(资料性)模拟/混合信号IP核质量评测实施方案 A.1质量评测的原则 A.2质量评测过程 A.3质量评测等级评定 参考文献 20ⅢGB/T43455—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出。本文件由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。1GB/T43455—2023模拟/混合信号知识产权(IP)核质量评测本文件规定了模拟/混合信号知识产权(IP)核质量的评测内容，包括IP核的文档质量、IP核的电本文件适用于模拟/混合信号IP核的提供者、使用者和第三方评测模拟/混合信号IP核2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T43452—2023模拟/混合信号知识产权(IP)核交付项要求GB/T43453—2023模拟/混合信号知识产权(IP)核文档结构指南知识产权核intellectualpropertycore;IPcore注：以下简称IP核。IP核在集成电路行业又称为硅知识产权SIP(SiliconIntellectualProperty)。IP核的形态为软IP核提供者IPcoreprovider在IP核交易过程中创建和提供IP核的实体。IP核使用者IPcoreuser在IP核交易过程中接收IP核的实体。3.4必须提交的交付项。2GB/T43455—20233.5为更好地理解或应用IP核建议提交的交付项。3.63.7当条件满足时建议提交的交付项。3.8注：在使用IP核进行设计时如不能解决这一问题将会给IP核的复用带来困难。按照规定需满足的IP核特性。3.10满足指导性指标评估项的IP核。DRC:设计规则检查(DesignRuleChecking)ERC:电学规则检查(ElectricalRuleChecking)EDA:电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)EDIF:电子设计交换格式(ElectronicDesignInterchangeFormat)ESD:静电释放(Electro-StaticDischarge)GDSⅡ:图形数据库系统二代(GraphicDatabaseSystemⅡ)LEF:库交换格式(LibraryExchangeFormat)3GB/T43455—2023LVS:版图与原理图一致性检查(LayoutVersusSchematic)RC:电阻电容(ResistanceCapacitance)SPICE:以集成电路为重点的仿真程序(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)VHDL:超高速集成电路硬件描述语言(VeryhighspeedintegratedcircuitsHardwareDescriptionLanguage)5说明5.1交付项和评测项的类别本文件依据GB/T43452—2023中的相关内容进行组织，主要评测交付项的完备性和可复用性。各评测项均针对交付项的质量，以条文的形式列出。为了方便模拟混合信号IP核的质量评测，针对交付项，定义了交付项的交付等级，针对评测项，定义了评测项的重要程度。交付项的交付等级分为强制交付、推荐交付、条件强制交付和条件推荐交付。评测项的重要程度分为重要、准则和指导。5.2具体实施对模拟/混合信号IP核质量评测的具体实施方案，见附录A。6文档质量6.1通则文档交付项的完备性用于评测IP核文档的质量。IP核的文档交付项包括交付项目清单、IP核简介、功能规范、设计手册、功能及物理验证文档、应用手册。相关文档的编写应符合GB/T的规定。6.2交付项目清单交付项目清单是IP核提供者所有交付资料的清单。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。6.2.2交付项目清单的一致性交付项目清单的质量评测体现在交付项的一致性。这里的一致性主要是指IP核提供者所提交的资料与交付项目清单的一致性。6.2.3交付项目清单内容要求交付项目清单应清晰地列出该IP核所需的所有交付项，并对每一个交付项进行说明。4GB/T43455—2023IP核简介是对IP核的简洁描述。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。对IP核所能完成的功能进行简洁说明。对IP核的目标应用领域进行说明。6.3.5IP核成熟度需要说明IP核是否已流片，流片后的IP核其功能和性能是否与设计指标相符，以及芯片应用情况。例如，此IP核是否完成了版图数据输出开发阶段、此IP核是否完成了流片测试阶段、此IP核是否处于产品量产阶段、是否提供关于此IP核的培训等。对IP核提供者的联系方式进行说明。6.4功能规范功能规范文档交付项提供充分的信息使IP核使用者深入了解IP核的功能。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。对IP核的系统结构进行概括性描述，并且给出结构框图。对IP核实现的主要功能进行说明，除了采用文字描述外，还可采用公式和图表等方式。GB/T43455—20236.4.4端口信号描述对IP核的端口信号进行描述，给出引脚列表(输入/输出名称、功能和位置)、信号类型(电流或电压、连续信号或离散信号、三态等),如果需要可以时序图的方式对IP核主要的端口操作时序进行说明。以列表的形式给出IP核在不同工作条件下的电流、电压或其他有用参数的最小、最大以及典型值电流(静态和动态)以及所需信号源的阻抗特性。以曲线图的形式给出电流随电压变化、电压随温度变化以及其他相互关联变量之间的关系图。对IP核有关时钟和时钟分配的信息进行说明，如果不存在时钟，则不考虑此项。例如：说明IP核该评测项的重要程度为：重要。寄存器的所有外部可见状态都需要说明，如果该IP核不包含寄存器，则不考虑此项。应包括：寄存如果IP核兼容某种工业标准，则应给出兼容性证明。6.5设计手册提供关于本IP核的详细介绍以及其内部实现细节。注：通常不提供，当IP核使用者要求且IP核提供者同意公开本项时，则为M,可能会有IP核保护问题。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：CM。6.6功能及物理验证文档提供本IP核所涉及的验证环境、验证方法、物理层验证信息。注：通常不提供，当IP核使用者要求且IP核提供者同意公开本项时，则为M,可能会有IP核保护问题。56GB/T43455—2023该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：CM。6.7应用手册该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。6.7.2IP核实例化应用手册应对IP核实例化给出描述，可提供一个典型SoC集成示例，描述如何将该IP核与SoC的其他模块互连，并说明IP核能否支持可配置。输入，在哪个时钟沿输出变化。时序图还包括指定伪路径、可忽略的时序错误以及建立和保持的条件等。有些IP核并不需要时序图，则不考虑此项。当使用异步输入时，应提供充足的信息，以避免在IP核的验证和测试中出现问题。关键信息至少应包括：a)异步电路的使用场合；b)异步电路的结构；c)与该逻辑电路有关的连接。a)在整个工作温度范围和工作电压范围内，参数的变化；c)直流和交流特性；d)电学特性所对应的测试条件。6.7.5环境与操作条件描述应用IP核时输入和输出的环境与操作条件。其中，输入的环境与操作条件包括电压和温度范围、驱动强度、驱动类型、输入信号的摆率和输入端等效电容等；输出的环境与操作条件包括驱动器强应用手册应描述IP核开发中所采用的工具链、流程以及技术。此外还应指出各类库和工具的版本7GB/T43455—20236.7.8系统级模型的使用应用手册应描述该系统级模型的使用方法，以及对其做的假设和使用中的限制。6.7.9EDA环境配置应用手册应说明IP核进行验证时EDA环境的构建方法，包括说明仿真和启动的脚本以及使用的工具链，其配置的参数应清晰定义并且出现在同一处位置。该评测项的重要程度为：重要。应用手册应提供IP核的目录结构文件。该目录结构应有序，且除顶层外所有文件路径都是相对路径。这些目录应由建立环境自动生成。应用手册应说明IP核的验证方法、验证流程和验证步骤。应用手册应说明如何使用、构建和调试验证平台以及验证平台的仿真方法。应用手册应说明加工工艺，包括所采用的工艺库、模型库的日期代码，该IP核对加工工艺参数变化应用手册应说明布局规划指导规则。包括布局概览图(例如，给出模块划分示意，如模拟电路区、数字电路区和存储器等),布局规划约束信息(例如，允许或不允许放置邻近模块的类型),与热源和应力有关的约束(例如，特定模块不能进入芯片的特定区域)所要求的对称性、热消散和噪声考虑，阻塞性映射关系(例如，给出哪些部分可在IP核内部或者上方布线而不会影响IP核的性能，关键信号的屏蔽，以及IP核是否需要一些额外的阱或衬底加以保护)。模拟IP核的布线约束条件应包括几何约束条件，关键信号布线约束条件，阻抗约束条件，需要与数字线网隔离的约束条件(包括数字模块与模拟模块的最小允许距离，物理尺寸和布线规则),高频信号线8GB/T43455—2023应用手册应记录该IP核使用的金属层，包括金属层的个数，厚金属层的层数和是否需要高阻多晶。应用手册应说明键合和封装的要求和指导方针。如果该IP核所使用的供电电源与芯片上其他电源是隔离的，则应说明这些隔离电源层在版图上布线的需求，以及记录可以不使用电源层而使用单一路径布线的电源。应用手册应说明是否有噪声隔离需求或电源隔离需求，同时应描述需要隔离的电源在封装和电路板设计上的电源阻抗匹配要求。应用手册应说明所有工作模式下的电源的特性指标。包括：a)对电源引脚的规定，对可组合电源引脚的约束(有干扰、无干扰电源线);b)无干扰电源(只在一定容差范围内变动的电源);c)对额定值容许偏差量和对应频率范围的约束；d)最大电感；对衬底噪声的限制和要求；e)对每一个电源描述电压电平、峰值和均值供电电流、噪声要求、电源波动的要求以及模拟模块和数字模块对电源顺序的要求。应用手册应说明偏置电源的要求(如果IP核没有偏置电源，则不考虑此项)。a)指明IP核是有内置偏置还是要求外部偏置，包括偏置的大小、电压还是电流、容差等。如果使b)如果使用电压基准，则指明电压水平、抽取电流、温度系数和基准源的c)对于偏置电源，描述对其电流的要求以及允许的电压范围。如果有电源连接到芯片的其他部分，则应说明在IP核不同方向上的这些电源连接到芯片电源栅格的方式，以及芯片电源栅格的布局需求(如噪声、退耦合和阻抗匹配等)。9GB/T43455—2023如果IP核需要多电源域，则应说明电源供电的初始化要求、时序波形要求以及不同电源隔离的要求。如果某一IP核的供电电源有特殊的备用电源需要，则应说明使用的备用电源需求，例如电池或者电容。应用手册应说明休眠模式时的漏电流以及静态供电电流。如果电源需要使用开尔文连接连接到供电环，则应说明所使用的开尔文连接。6.7.27ESD保护如果IP核有端口和I/O焊盘相连，则应在应用手册中说明所有的I/O焊盘以及ESD保护的方法和器件。同时，应提供I/O焊盘的ESD数据(例如人体模型的级别，机器模型的级别和充电器件模型的级别)以及所有IP核使用的电源的ESD数据。应用手册应说明IP核的版本历史。清楚的版本历史描述有助于IP核使用者正确地选择IP核。应用手册应说明IP核各版本之间的差别。应用手册应说明IP核当前版本中文件相较于上一版本的变化。应用手册应说明IP核中已知的、未解决的问题，并给出针对这些问题的工程解决方案。应用手册中应说明IP核期望的应用领域或者适用的应用领域。GB/T43455—20236.7.33SoC集成应用手册中应说明IP核是否被IP核开发小组之外的其他小组成功应用于SoC集成，同时也需要说明IP核的支持伙伴和独立软件供应商的主要信息。应用手册中应说明是否有关于IP核使用者的反馈信息。反馈信息文件需要给出使用者对该IP核的评价，并给出IP核使用者的联系方式。应用手册应提供IP核开发中的命名规则。采用的命名规则需避免模型名称重复。视图中的命名应对应一致，例如在电路图和版图间的命名应对应一致。在命名规则中应定义输入/输出模块信号的极性，同时将模拟域和数字域中的电源和地分开命名。IP核应独立于环境变量(包括路径变量)。7电路设计质量IP核的电路设计交付项应包括电路原理图和电路级仿真网表。各评测项针对交付项的质量，以条文的形式列出。7.2电路设计交付项电路原理图为描述电路原理的EDIF格式的文件。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。电路级仿真网表为描述晶体管级网表的SPICE格式的文件。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。7.3电路设计质量的评测内容应提供详细的电路图。在电路图上应包含电路功能模块电流流向、版本等相关注释。7.3.2ESD保护电路应提供ESD保护相应的电路，可给出ESD保护的电路图。GB/T43455—2023应说明在设计的电路中是否包含了需要特殊物理方法实现的结构或器件。应说明全IP核是否进行了晶体管网表级的模拟。应说明该IP核是否进行了最坏情况的模拟验证。该评测项的重要程度为：准则。应说明晶体管失配数据是否用蒙特卡洛模拟验证过。7.3.7工艺角及PVT条件分析应说明该IP核是否进行了各种工艺角及PVT条件的模拟验证。8物理设计质量模拟/混合信号IP核的物理设计交付项应包括物理网表交付项、版图交付项、LEF文件交付项、DRC结果输出文件交付项、LVS结果输出文件交付项、ERC结果输出文件交付项和信号完整性分析文件交付项。各评测项针对交付项的质量，以条文的形式列出。8.2物理设计交付项物理网表为IP核物理版图提取后的晶体管级网表。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：CR。IP核的版图应为GDSⅡ格式的文件。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。设计软件系统与GDSⅡ文件间的映射文件。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。8.2.4DRC输出文件DRC输出文件为物理版图级的设计规则检查的输出结果文件。GB/T43455—2023该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。LVS结果输出文件为验证版图与原理图一致性的输出结果文件。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。ERC结果输出文件为物理版图级的电学规则检查的输出结果文件。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。对信号完整性进行分析的相关文件。信号完整性分析包括对串扰、电迁移和IR压降等的分析。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。8.3物理设计质量的评测内容外部端口的电源地由二极管保护。连接到I/O的器件上应有抗闩锁保护环，或者在输出端至少串联200Ω的电阻。设计中是否只用到了标准器件，而不需要额外的掩膜版。展平的DRC、ERC和信号完整性检查与层次化的DRC、ERC和信号完整性检查结果应完全通过。所有的输入端口均不受天线效应的干扰。8.3.4DRC结果应提供DRC报告，包括用于DRC的设计规则版本信息以及无错的DRC日志文件。8.3.5LVS检查应提供该IP核完整的模拟网表和物理网表。展平的LVS检查和层次化的LVS检查结果应完全一致。电路图和版图的命名应对应一致。器件的宽度与栅插指的数量的LVS检查应匹配。8.3.6LVS结果应提供LVS报告，包括无错的LVS日志文件。LVS应检查单元、端口以及电源地的一致性。GB/T43455—2023应提供ERC报告，包括无错的ERC日志文件。版图后仿真应使用版图寄生参数提取后的电路网表，并且对所有的关键电路仿真应完全通过。应验证电源线和地线在最高频率时可承受的峰值电流。应检查版图上所有连线的电迁移规则。给出最大允许电流密度，同时说明该最大允许电流密度所符合的标准。9模型质量9.1通则模型交付项的完备性用于评测模型的质量。模拟/混合信号IP核的模型交付项应包括算法级模9.2算法级模型算法级模型是一个描述IP功能的数学模型，使用任何形式的高级语言描述，如，C++,Java,Verilog或者VHDL以及其他高抽象级描述语言等。如果IP核有算法级模型，该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：CR。9.3静态时序分析模型静态时序分析模型描述模拟/混合信号IP核数字部分的静态时序特性。该模型的目的是使IP核使用者走通有关时钟设计和时序验证的数字设计标准流程。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。9.4功耗模型功耗模型定义一个IP核的功耗规范，用于IP核的功耗分析。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。9.5外围互连模型外围互连模型描述IP核的物理I/O端口与其内部电路之间进行外围互连时，所使用的互连电阻与电容。用这种模型可准确计算与IP核有关的互连延迟和输出单元延迟。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：CM。GB/T43455—20239.6电路级接口模型电路级接口模型是描述IP核接口电特性的晶体管级网表。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。9.7物理布图模型物理布图模型是IP核接口管脚的物理描述，包括尺寸、位置和形状、连接层和等效的管脚，以及IP核占用的面积。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。10功能验证质量模拟/混合信号IP核的功能验证交付项包括系统评估模型、功能/时序数字仿真模型、占位模型以及接口模型。各评测项针对交付项的质量，以条文的形式列出。10.2功能验证交付项IP核用户在进行系统设计时，可利用系统模型进行IP核的评估和选择。系统评估模型只描述IP核模块的功能和性能(信噪比、线性度、运算速度等),并不提供具体实施的细节，模型可以是参数化的。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。10.2.2功能/时序数字仿真模型功能/时序数字仿真模型是以硬件描述语言A/MS描述的IP核模型，描述在输入和输出引脚之间整个IP核的功能特性和动态时序行为。模型的主要目的是使IP核使用者能够进行系统的功能验证和时序模拟。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。占位模型是只有模块定义和端口列表的IP核占位模型，通常描述最少的功能特性和时序信息，模型的描述语言应与芯片上其他部分的描述语言一致。这个模型用于帮助IP核使用者走通一个典型数字设计的环境。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。接口模型是用来描述IP核与外围环境相关操作的器件模型，如IP核与总线的接口等。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。10.3评测内容为系统评测提供一个适当层次的功能行为模型。为了使IP核在系统中可以精确模拟，也可提供一个混合层次的模拟模型，它包括了非关键子模块的行为模型和关键子模块的电路级模型。GB/T43455—2023模拟应在所有合适的工艺、电压和温度组合下运行。应进行全版图寄生电路元件参数提取(包括薄氧/多晶/金属填充图形)后的模拟。模拟应使用最新的器件模型和工艺文件。所有的模拟信息应当显示其起始点和模拟时间。模拟信息应根据所显示信息详细程度的不同划分出不同的信息显示等级，信息显示等级的范围从不显示任何细节信息到完整地显示所有信息。模拟信时序验证应验证在最坏情况和最好情况下的建立时间和保持时间，还应验证在最坏情况和最好情况下的经过RC参数提取的时序。验证环境应能够报告哪些测试向量通过了测试，哪些没有通过测试。11流片验证质量模拟/混合信号IP核的流片验证交付项应包括流片验证概述文件、芯片测试报告、第三方参考文件、芯片和测试板。各评测项针对交付项的质量，以条文的形式列出。11.2流片验证交付项流片验证概述文件提供了流片验证过程中的基本信息，包括流片的公司、所采用的工艺和工艺库，该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。第三方参考文件是由使用者提供的测试结果或使用者报告、IP核应用和集成的成功案例。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。芯片测试报告是按照设计指标和流片验证计划所给出的测试过程和测试结果，也包括测试中发现的设计问题和缺陷，报告中应指明所符合的标准。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。GB/T43455—2023提供IP核的可靠性分析测试结果。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：M。芯片是待测样片，测试板用于对芯片进行测试及系统应用。该交付项在GB/T43452—2023中的交付等级为：R。11.3流片验证质量的评测内容在流片验证中，需要描述所选用的代工厂、所选用的流片工艺并列出一些重要的物理特性，如晶体应描述用于测试的插口要求，包括测试接入接口、测试矢量或者测试方法。流片验证报告应给出包含所有测试的列表，并且详细描述每一个测试，包括资源日志和测试花费时间等。测试计划应详细列出该IP核所需要的特性测试和测试环境，描述测试方法和策略、测试过程和测试模式。应给出测试样片的使用说明。在流片验证时所需要的硬件环境、测试工具以及测试安装等的说明。如果芯片测试有特殊的硬件需求，则应在文档中写明，同时应说明为保证可靠产生或者测量模拟信号的仪器所需要的精度。应给出无法测试的特性，标识出即使测试也无法保证的IP核技术特性。GB/T43455—2023测试(如外部短路情况下的芯片可靠性测试)以及该批次样片的元器件(例如晶体管、电阻等)的特性。芯片测试报告应包括关于报告文档的版本信息，其中应描述现有版本的增强和改进，以及具体的错误。提供评测开发板以及测试电路图。评测开发板的制版数据可以文档形式提供。该芯片样片和测试板应为IP核使用者提供。GB/T43455—2023(资料性)模拟/混合信号IP核质量评测实施方案A.1质量评测的原则模拟/混合信号IP核的质量评测(