文章來源：老虎說芯

原文作者：老虎說芯

一、前端設計與后端設計的核心定義

前端設計（Front-end Design）：聚焦于電路的邏輯功能實現(xiàn)。本質(zhì)上是在“紙上”設計電路，包括芯片要“干什么”，要“如何運算”。

后端設計（Back-end Design）：關注的是物理實現(xiàn)方式，即如何將前端定義的電路“落地”，在硅片上“做出來”。

二、類比理解：蓋房子的過程

前端設計就像是建筑的藍圖設計師，他負責定義房子的結(jié)構(gòu)、功能布局、電路、水管路線等。

后端設計更像是土建和施工工程師，他負責把藍圖變成實體建筑，并確保房子安全、合規(guī)、可用。

三、前端設計：從“抽象功能”到“電路模型”

前端設計的任務是將抽象的功能需求變?yōu)榍逦?、可實現(xiàn)的邏輯電路。

核心內(nèi)容包括：

規(guī)格制定：理解客戶需求，形成芯片規(guī)格書。

架構(gòu)設計與模塊劃分：分配功能塊，制定數(shù)據(jù)流與控制邏輯。

HDL編碼：用 Verilog/VHDL 描述邏輯功能，形成 RTL 代碼。

功能仿真：確認設計是否符合規(guī)格，進行行為級驗證。

邏輯綜合：將 RTL 轉(zhuǎn)化為門級網(wǎng)表，基于標準單元庫生成電路網(wǎng)表。

形式驗證與時序分析：確保綜合過程無功能偏差，驗證邏輯正確性和時序收斂性。

目標：形成一個可靠、可綜合、可驗證的邏輯網(wǎng)表。

四、后端設計：從“電路模型”到“實體實現(xiàn)”

后端設計的任務是根據(jù)前端提供的門級網(wǎng)表，實現(xiàn)實體電路的物理布局。

核心內(nèi)容包括：

DFT設計：插入測試結(jié)構(gòu)（如掃描鏈），提高可測性。

布局規(guī)劃：安排模塊的位置和芯片的結(jié)構(gòu)布局。

時鐘樹綜合（CTS）：優(yōu)化時鐘信號分布，保證同步。

布局布線（P&R）：將邏輯門和連線具體放在芯片上形成版圖。

寄生參數(shù)提取與時序仿真：考慮物理因素對信號的影響，如延遲、電容、串擾。

物理驗證（LVS、DRC）：驗證電路版圖與設計邏輯的一致性，并檢查是否滿足工藝規(guī)則。

目標：生成一個物理上可制造、功能正確的GDSII文件。

五、前后端的聯(lián)系

盡管前端和后端分屬兩個階段，但它們密切相關，存在多個交叉點：

六、總結(jié)：區(qū)別與聯(lián)系歸納