ASIC后端設計中的時(shí)鐘樹(shù)綜合
加入技術(shù)交流群
2．1 布局階段對時(shí)序的優(yōu)化考慮
布局的好壞直接影響到時(shí)序的好壞。本設計采用時(shí)序驅動(dòng)布局，時(shí)序驅動(dòng)布局是基于連續收斂引擎而設計的，工具自動(dòng)的尋找一些最關(guān)鍵路徑，將關(guān)鍵路徑上的單元放得很近，以減小連線(xiàn)長(cháng)度來(lái)減小關(guān)鍵路徑時(shí)延，平衡其setup時(shí)間約束，預先為這些關(guān)鍵路徑留出足夠的布線(xiàn)空間，提高關(guān)鍵信號線(xiàn)的可布通性。同時(shí)，為了減少擁塞度，對布局時(shí)的最大密度設置為70％，限制布局密度。時(shí)序驅動(dòng)布局采用setPlace-
Mode-timingDriven命令設置布局模式，plaeeDesign命令執行布局。
如果只是依賴(lài)工具的時(shí)序驅動(dòng)布局是不夠的，為了盡量減小時(shí)鐘偏移(Skew)，采取的策略是，在時(shí)序驅動(dòng)布局的基礎上，進(jìn)行手動(dòng)的布局調整，根據時(shí)鐘的不同，將各時(shí)鐘控制的寄存器擺在靠近時(shí)鐘源(Clock-source)差不多遠的位置。這樣，同一時(shí)鐘到達各寄存器的時(shí)間差就不會(huì )太大，有利于減少插入buffer的數量，也有利于Skew的減小。
2．2 時(shí)鐘樹(shù)綜合時(shí)的特殊處理
在時(shí)鐘樹(shù)綜合之前，需要通過(guò)時(shí)鐘樹(shù)約束文件來(lái)設置綜合需要用到的buffer類(lèi)型、時(shí)鐘偏移的目標值MaxSkew、最大時(shí)延MaxDelay、最小時(shí)延MinDelay、最大扇出MaxFanout、時(shí)鐘樹(shù)布線(xiàn)規則等。本設計選用驅動(dòng)能力為中間值的buffer類(lèi)型來(lái)做時(shí)鐘樹(shù)綜合，因為驅動(dòng)能力大的buffer，面積也大，如果插入這種buffer太多，會(huì )對芯片的功耗和面積產(chǎn)生影響，而且這種buffer對于上一級也意味著(zhù)更大的負載；驅動(dòng)能力太小的buffer雖然面積小點(diǎn)，但是會(huì )增加時(shí)鐘級數，產(chǎn)生的延時(shí)卻是很大的，所以buffer的選擇一定要適當，本設計在選用buffer時(shí)，將驅動(dòng)能力最大的BUFHD20X和驅動(dòng)能力最小的BUFHDLX去掉不選用。
對于Skew要求比較嚴格的設計，可以將時(shí)鐘偏移目標值MaxSkew設置盡量小，工具在綜合時(shí)會(huì )盡量的將Skew優(yōu)化到接近到該目標值。但一般設計中，只要Skew能滿(mǎn)足要求，就不要過(guò)分的將該值設小，因為工具為了接近該目標值會(huì )插入大量的buffer，從而占用太多的面積和太多功耗。因此，本設計選用MaxSkew的適當值為100ps。
時(shí)鐘樹(shù)布線(xiàn)規則是可以通過(guò)手動(dòng)設置的，為了讓時(shí)序路徑的布線(xiàn)降低功耗，減小線(xiàn)路的延時(shí)，一般將時(shí)序路徑的布線(xiàn)寬度和間距都設置的比默認值大，本設計采取一般信號線(xiàn)的兩倍寬度和間距來(lái)布時(shí)鐘信號線(xiàn)。而且在布線(xiàn)的時(shí)候，采取時(shí)鐘樹(shù)優(yōu)先布線(xiàn)的策略，充分保證時(shí)鐘樹(shù)路徑的布通。經(jīng)過(guò)encounter工具自動(dòng)CTS后的時(shí)鐘樹(shù)分布圖如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/187514.htm
2．3 時(shí)鐘樹(shù)的手動(dòng)優(yōu)化
工具自動(dòng)的時(shí)鐘樹(shù)綜合總是會(huì )有一些skew沒(méi)有滿(mǎn)足設計要求，工具自動(dòng)插入的一些buffer也不一定都合理，一般情況下，encounter自動(dòng)綜合產(chǎn)生的時(shí)鐘樹(shù)是不滿(mǎn)足要求的，在經(jīng)過(guò)了時(shí)序分析后要進(jìn)行必要的修復優(yōu)化?？偟脑瓌t就是想辦法平衡各線(xiàn)路的延時(shí)，一般的優(yōu)化途徑有以下一些：
(1)在時(shí)鐘信號源(Clock Source)處手動(dòng)添加驅動(dòng)能力很大的drive cell，因為時(shí)鐘樹(shù)一般扇出很大，負載很大，所以在時(shí)鐘源點(diǎn)處需要驅動(dòng)能力大的門(mén)單元，更大驅動(dòng)能力的門(mén)單元可以明顯減少延時(shí)。
(2)替換(Re_sizing)驅動(dòng)能力不一樣的單元，尤其是buffer單元。時(shí)鐘樹(shù)綜合完成后，經(jīng)過(guò)仔細的時(shí)序分析后，根據時(shí)序分析結果報告，分析Skew違規原因，找出導致Skew違規的路徑，根據延時(shí)情況來(lái)替換一些驅動(dòng)能力不同的單元，如buffer等，使其延時(shí)情況與其他時(shí)鐘信號線(xiàn)相平衡，從而達到減小Skew的目的。
評論