Bidirectional cell refers to a standard cell, in which metal-1 (M1) is used for both horizontal and vertical connections. Unidirectional cell, on the other hand, assumes reserved routing, e.g. M1 for only horizontal and M2 for only vertical connections. It has been introduced to take advantage of regular metal patterns, which are easier to print and can overcome the lithography limitations in sub-32nm technology. However, unidirectional cell signifi cantly degrades interconnect routability. In unidirectional cell, M2 is laid out following the cell placement pitch. Since M2 pitch is usually smaller than cell placement pitch, some intra-cell M2 become off-track; which signi ficantly reduces the number of M2 routing channels. Furthermore, complex cells such as mux and flip-flop, requires M3 intra-cell connections because of complex interconnections in a cell; which M3 take part of routing resource and degrade M3 routability. We propose unidirectional standard cell library optimization methods to enhance routability. The number of M1, M2, and M3 routing channels are increased by standard cell layout redesign, post-placement optimization, and intra-cell M2 movement.
단방향 표준 셀 라이브러리는 셀 내의 모든 레이아웃 형태가 가로 혹은 세로로만 형성된 셀 라이브러리를 의미한다. 단방향 레이아웃 설계를 통해 마스크 형태를 극히 단순화하고 정규화 하여, 노광 기술의 한계를 극복하는 방안으로 제시되어 왔다. 하지만 단방향 표준 셀 라이브러리는 배선 연결 가능성을 악화 시키는 문제를 가지고 있다. 금속 배선이 모두 가로 혹은 세로 방향으로만 사용해야 하는 제약 때문에, 종래 양방향 표준 셀보다 더 많은 금속 층을 셀 내부에 가지고 있어, 배선 연결 가능성을 매우 악화 시킨다. 본 학위 논문에서는 배선 연결 가능성을 증가시키는 방안을 제안 하였다. 배선 연결 가능성을 고려한 표준 셀의 재 설계, 표준 셀 배치형태의 변경, 그리고 표준 셀 내에 사용된 금속의 위치를 변화시켜 배선 연결 가능성을 향상시킨다.
