2025年(集成电路设计与集成系统)芯片设计工具试题及答案

2025年(集成电路设计与集成系统)芯片设计工具试题及答案一、单选题（每题2分，共20分）1.在28nm及以下工艺节点，用于提取寄生参数并生成DSPF文件的主流工具是A.StarRCB.CalibrexRCC.PrimeTimeD.Voltus答案：A解析：StarRC为Synopsys公司寄生参数提取黄金工具，可直接输出DSPF（DetailedStandardParasiticFormat）供PrimeTimeSI签收；CalibrexRC输出的是SPEF，PrimeTime为时序签核工具，Voltus为功耗签核工具。2.下列哪条Tcl命令可在Innovus中关闭“时钟树综合时自动插入ICG（IntegratedClockGating）”功能A.setOptModenoCtsICGtrueB.setCtsModenoICGtrueC.setPlaceModenoICGtrueD.setCtsModeinsertICGfalse答案：B解析：Innovus时钟树综合参数由setCtsMode控制，noICGtrue关闭自动ICG插入；其余命令不存在或作用域不符。3.在Formality中，若参考设计与实现设计均使用同一SDC，但出现“关键常量0/1失配”告警，最优先排查的环节是A.未约束的异步端口B.未约束的多周期路径C.未约束的caseanalysis常量D.未约束的falsepath答案：C解析：Formality默认将未声明的常量端口视为“未知”，caseanalysis可强制指定常量值，消除失配；其余选项与时序约束相关，不影响等价性。4.在Spectre仿真中，对10GHz正弦信号进行PSS分析，最小可接受shootingNewton迭代次数为A.2B.4C.8D.16答案：C解析：根据Nyquist采样与谐波收敛准则，10GHz信号需至少8次迭代才能捕获5次谐波，确保周期稳态收敛。5.在CalibrePERC中，用于检查“栅氧面积大于0.5μm²的PMOS是否添加ESD规则指定的Dummy栅”的规则语言关键字是A.DEVICEB.NETC.PROPERTYD.REGION答案：C解析：PERC通过PROPERTY提取MOS栅氧面积，再与Dummy规则比对；DEVICE仅用于识别器件类型，NET与REGION用于网络/区域筛选。6.在PrimeTime中，使用report_timingdelay_typemin_maxmax_paths1000nworst5significant_digits6命令，其输出文件大小主要受哪一参数影响A.max_pathsB.nworstC.significant_digitsD.delay_type答案：A解析：max_paths1000决定报告路径上限，对文件大小呈线性影响；nworst仅影响单条路径的冗余段打印，significant_digits增加字节有限。7.在28nm工艺中，使用Synopsys28HPC+标准单元库，下列哪类cell在ECO阶段最常用于修复holdviolationA.CKBD2BWPB.DFQD1BWPC.INVD1BWPD.TIEHI答案：A解析：CKBD2BWP为时钟缓冲器，单元延迟小、驱动能力强，插入后可在不改变功能的前提下增加延迟修hold；DFQD1为D触发器，面积大；INVD1可能改变逻辑极性；TIEHI无法插入延迟。8.在HSPICE中，使用.temp125语句后，再使用.lib‘tt’语句，仿真器实际采用哪组模型A.125°CttB.27°CttC.125°CffD.125°Css答案：A解析：.temp优先级高于.lib内嵌温度，故采用125°C下的tt模型；ff/ss需显式调用不同.lib。9.在Innovus中执行ecoRoutefix_drcselected_nets{clk}后，若仍出现Metal4短路线，最可能原因是A.Selected_nets未包含短路网络B.未加载最新的DEFC.未关闭GlobalRouteD.未设置NDR答案：A解析：ecoRoute仅对selected_nets重新布线，若短路网络不在列表中，则无法修复；DEF加载与否影响初始布线，非直接原因；GlobalRoute关闭与否与详细布线无关；NDR影响宽度/间距，不决定短路修复范围。10.在VerilogRTL中，下列哪段代码可综合为LatchA.always@(posedgeclk)q<=d;B.always@if(en)q=d;C.always@q=d;D.always@(negedgeclk)q<=d;答案：B解析：B项if无else，且为组合always，综合工具会推断锁存；A/D为时序逻辑；C为完整组合赋值，无锁存。二、多选题（每题3分，共15分）11.关于PrimeTimeSI的Crosstalk分析，下列说法正确的是A.需读入SPEF与SBPFB.需设置set_si_aggressor_thresholdC.需开启set_delay_calculationsiD.需使用set_operating_conditionsanalysis_typeon_chip_variation答案：BCD解析：SBPF为旧格式，现多用SPEF；set_si_aggressor_threshold过滤微小干扰源；si开启耦合延迟计算；OCV用于覆盖工艺波动。12.在CalibreLVS中，可导致“Devicecountmismatch”的原因有A.版图缺失Dummy电阻B.原理图未标注MOS串联/并联C.版图使用不同W/L拆分D.原理图与版图PIN顺序不一致答案：ABC解析：Dummy电阻影响器件数量；原理图未声明串联/并联导致版图拆分后数量翻倍；PIN顺序不一致报“Netmismatch”，非Devicecount。13.在Hercules进行DRC检查时，下列文件必须提前准备的有A.runset文件B.layermap文件C.techfileD.GDS答案：ABCD解析：runset定义规则；layermap将GDS层号映射到规则层；techfile提供工艺层厚度等；GDS为待检版图。14.在Innovus中，使用create_placementfloorplan命令前，必须完成的工作有A.读入LEFB.读入DEFC.设置coreareaD.设置target_density答案：AC解析：LEF提供单元与工艺信息；corearea可由floorplan或setDesignMode定义；DEF可在placement后读入；target_density非必须，默认0.7。15.关于低功耗设计，下列工具支持UPF3.0Golden版本的有A.SynopsysFusionCompilerB.CadenceGenusC.MentorQuestaD.AnsysRedHawk答案：ABC解析：RedHawk为功耗/EM分析工具，读入UPF但非综合/仿真主导工具；Fusion、Genus、Questa均官方支持UPF3.0。三、判断题（每题1分，共10分）16.Innovus的ccopt_design默认使用“Cluster+Balance”两阶段时钟树综合。答案：√解析：ccopt先聚类后平衡，确保skew与插入延迟双优。17.CalibrenmDRC支持GPU加速，需安装NVIDIACUDA11.0以上驱动。答案：√解析：Mentor官方文档指出2019.4之后版本支持CUDA加速。18.PrimeTime的POCV分析需额外读入.lib中的sigma_voltage表。答案：×解析：sigma_voltage为LVF格式内容，POCV仅需读入LVF或AOCV表；传统.lib无sigma_voltage字段。19.SpectreRF的QPSS分析可用于模拟PLL锁定瞬态。答案：×解析：QPSS仅适用于周期稳态，锁定瞬态需Tran+PNoise或VerilogAMS行为模型。20.在Verilog中，使用`timescale1ns/1ps后，1.005语句实际延迟为1.005ns。答案：√解析：时间精度1ps可解析0.001ns，故1.005ns可精确表达。21.对于7nmEUV层，Calibre建议采用curvilinearbasedDRCrule以提升精度。答案：√解析：EUV光刻出现大量曲线边缘，curvilinearrule减少锯齿误差。22.在HSPICE中，.optionpost=2表示输出波形精度为双精度浮点。答案：√解析：post=1为单精度，post=2为双精度，post=3为ASCII。23.Innovus的setPlaceModeplace_global_place_efforthigh等效于增加legalizer迭代次数。答案：×解析：higheffort增加全局放置迭代，legalizer为后续阶段。24.Formality支持对含SystemVerilogassertion的RTL进行等价性验证。答案：×解析：Formality忽略assertion，仅比对功能逻辑。25.RedHawkSC在瞬态EM分析时，需输入VCD或FSDB以捕获翻转率。答案：√解析：翻转率影响电流密度，需VCD/FSDB提供向量。四、填空题（每空2分，共20分）26.在Innovus中，设置“禁止在Metal3层走横向线”的命令为________。答案：setRouteBlklayerMetal3directionhorizontalpgnetonlyfalse解析：pgnetonlyfalse表示对信号线也生效。27.PrimeTime读取SPEF后，若出现“Missingcoupler”告警，需在SPEF中添加________段定义耦合电容。答案：COUPLING解析：COUpling段列出耦合电容与相关网络。28.CalibreLVS比较时，若版图MOSW=0.5μm被原理图W=1μm替代，需在规则文件中使用________语句声明等价。答案：EQUIVW0.51解析：EQUIV支持参数等价映射。29.Spectre中，用于定义温度系数的MOS模型参数为________。答案：tc1,tc2解析：tc1为一阶温度系数，tc2为二阶。30.在VerilogAMS中，模拟端口“electricalin”对应的disciplines为________。答案：electrical解析：electricaldiscipline含电压与电流。31.对于FinFET工艺，提取寄生时需引入________效应，否则栅电阻被低估。答案：Miller解析：FinFET栅极三维结构导致Miller电容显著。32.在UPF中，定义“电源域PD1默认关断”的命令为________。答案：create_power_domainPD1default_isolationtruedefault_retentionfalse解析：default_isolationtrue表示默认关断，需isolationcell。33.使用Hercules进行密度检查，Metal2密度低于________%时触发DRC。答案：30解析：28nm设计规则通常要求金属密度30%~70%。34.在PrimeTime中，report_poweranalysis_efforthigh会启用________算法，精度最高但运行时间翻倍。答案：VectorlessSAIFbasedprobabilistic解析：高effort采用概率翻转+SAIF混合算法。35.Innovus的setAnalysisModecheckTypesetupcpprboth中，cppr指________。答案：ClockPathPessimismRemoval解析：CPPR消除公共时钟路径上的OCV悲观。五、简答题（每题8分，共24分）36.描述在28nm工艺下，使用Innovus进行“低功耗时钟门控”插入的完整流程，并给出关键Tcl命令与注意事项。答案：1)读入RTL与UPF：read_verilogtop.v；loadUPFtop.upf2)建立电源域：create_power_domainPD1supply{VDDVSS}shutoff_condition{sleep}3)综合并映射：synthesizetoptopeffhigh4)设置时钟门控：setCtsModeinsertICGtrueicgTypeintegrated5)指定门控单元：setClockGatingElementslibCells{CKGATEHDX1}min_bitwidth46)时钟树综合：ccopt_design7)验证：report_clock_gatingverbose注意事项：a)ICG需放在时钟根附近，减少插入延迟。b)确保UPF中定义isolation策略，避免关断域输出悬空。c)对高频时钟（>500MHz）需使用HighVtCKGATE，降低漏电。d)完成后用Formality验证插入前后等价，防止意外逻辑变更。37.说明在PrimeTimeSI中，如何对“攻击网络”进行敏感度排序，并输出Top20列表，给出完整命令及后续优化建议。答案：命令：set_si_aggressor_threshold0.05set_delay_calculationsiupdate_timingfullreport_si_bottleneckmax_aggressors1000list_count20significant_digits4filetop_aggr.rpt后续优化：1)对Topaggressor插入NDR：setNanoRouteModerouteWideWireMode1routeWidth2×2)增加shield：createShieldnets[listnetA]layerMetal4shield_netVSS3)调整驱动强度：sizeCellcellBUFX16pins[listnetA/OUT]4)若仍不满足，降低攻击网络翻转率：通过clockgating或dataenable减少活动因子。38.阐述在CalibrePERC中进行“ESD路径电阻”检查的规则编写思路，并给出核心伪代码。答案：思路：1)识别ESD器件（diode,ggNMOS,SCR）2)提取ESD端口到PAD的完整路径3)计算路径总电阻，包括金属、通孔、器件导通电阻4)与规则限值（如2Ω）比较伪代码：DEVICEesd_devggNMOS100/1PROPERTYR_dev=1.0/导通电阻/NETesd_net=NETSCONNECTED_TOesd_dev.DrainPATHp=FIND_PATH(PAD,esd_net)RESr=EXTRACT_RES(p)IF(r+R_dev>2.0)REPORT“ESDpathresistanceexceed2Ohm”ENDIF注意事项：需区分工作路径与ESD路径，避免误报；通孔阵列采用等效电阻模型。六、综合设计题（11分）39.某16nmFinFET设计，主频2GHz，包含8