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楼主: Timme

[原创] 试用CCOpt Native三天的心得体会

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发表于 2014-10-26 16:59:10 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享
发表于 2014-10-27 13:14:02 | 显示全部楼层
****************时钟树的约束格式*****************

原来的CTS用ctstch文件作为约束,而CCOpt Native直接用命令进行约束,命令基本都能跟ctstch对应上。比如原来的AutoCTSRootPin对应create_ccopt_clock_tree,等等。
无论是原来的CTS还是CCOpt Native,Encounter都提供了sdc转时钟树约束的功能,不过用它做出来的时钟树质量基本是娱乐级的...还是自己重新写一套约束比较好。

Joemool: 娱乐级,别搞笑了好吗? 如果不是你SDC定义不充分,你有必要自己去定制ctstch文件吗?Native CCOPT的CTS部分EDI14.20才正式上马作为默认的CTS引擎,请别乱喷好吗?话说你如何来评价时钟树的质量,请别告诉我skew要小好吗?

*********对需要减小insertion delay寄存器的约束*********

对某些关键路径的寄存器,或是为了优化reg2out,或是为了减小OCV冲击,我们会希望它们的insertion delay尽可能小。在原来的CTS中,我们会通过定义正的MacroModel来将这些寄存器提前,但定义的值很难把握,稍有不慎就会使主时钟树被额外地推后。在CCOpt Native中,可以对这些寄存器创建一个Skew Group,把这个Skew Group的target_insertion_delay设为一个很小的值,工具会自动把这些寄存器提到最前。

Joemool:求你别乱误导大家好吗?原来的MacroModel约束,在Native CCOPT里面是set_ccopt_property -pin <pin_name> insertion_delay <value>,而不是target_insertion_delay好吗?后者等于ctstch里面的MinDelay好吗?Insertion delay有很多种,target insertion delay,Network insertion delay,pin insertion delay。MacroModel近似于pin insertion delay,是一个offset value,不是一个targer value,好吗?不懂就不要误导。

*********对需要增加insertion delay寄存器的约束*********

在原来的CTS中,我们会定义负的MacroModel来将这些寄存器推后。在CCOpt Native中,同样是对这些寄存器创建一个Skew Group,把这个Skew Group的target_insertion_delay设为你期望的推后值即可。

与原先相比的改进是,CCOpt Native中可以定义Delay Cell用来推后时钟(当然, 需要库里有上下沿平衡的Delay Cell),以节省面积和功耗。原来的CTS中要想工具自动调用Delay Cell是很困难的。

Joemool:同上。


**************隔离非关键寄存器的约束***************

在原来的CTS中,我们会把非关键寄存器丢到LeafPinGroup中,并通过一个小的ExcludeBuffer进行隔离,以防止对非关键寄存器的平衡降低主时钟树的性能。但有个局限是,一个设计中的寄存器通常并不能非黑即白地划分为“关键”和“非关键”,还有一些“次关键”寄存器,我们既不希望它们拖慢主时钟树,又不希望这些寄存器被太小的ExcludeBuffer过多地推后。问题是,ExcludeBuffer只能定义一个Cell,而且一旦被丢进LeafPinGroup,各项优化的优先级都会被降到最低。

在CCOpt Native中,只需对关键/次关键/非关键寄存器创建各自的Skew Group,设置好期望的insertion delay值即可。当开启advanced_insertion_delay_optimization和recluster_to_reduce_power两个变量后,工具会自动对“次关键”寄存器用大Buffer/Inverter隔离,“非关键”寄存器用小Buffer/Inverter隔离,非常智能。

Joemool:set_ccopt_property add_exclusion_drivers true

*********手动设置target insertion delay的意义**********

CCOpt Native在智能度大大改善的同时,还提供了相当多的手工约束命令,乍一看甚是吓人...为什么工具可以全自动完成,还要手动设置insertion delay,这要从CCOpt Native的流程来看。CCOpt Native的流程大致可描述为initial cluster -> optDesign -> adjust skew -> optDesign -> adjust skew...(循环)。如果不手动设置target insertion delay,那工具在initial cluster时会把时钟做成完全平衡的,这时跑optDesign会把datapath往错误的方向优化,很可能后面就回不来了...手动设置target insertion delay后,initial cluster就会把时钟做成你设置的skew值,第二步的optDesign就会收敛得非常快了。

手动设置的target insertion delay不需要特别精确,因为后面的adjust skew步骤里工具会自动帮你Fine Tune。

Joemool:preCTS开useful skew,得到虚拟latency的SDC,CCOPT自动转化为pin insertion delay,initial cluster直接就看到这个delay。还是那句话,强壮而丰满的SDC,让你事半功倍。

***************对Debug的一点Tips*****************

如果你刚刚接触CCOpt Native,那么建议打开ccopt_worst_chain_report_timing_too变量,在每一轮optDesign之后都会报一个timeDesign出来,这时候就可以进行Debug了,而不必等到整个CCOpt Native跑完。

Joemool: 这个debug变量只是九牛一毛。

******************QoR的改变********************

在以前CTS的流程中,preCTS的时序约束通常需要比postCTS更紧,收紧的值约等于时钟树skew值,因为skew可能会劣化Timing。

在CCOpt Native中,postCTS的约束甚至可以比preCTS再紧一点,因为所有的skew都是有益的。这确实是非常令人惊讶的QoR提升...

(以preCTS时序约束中Clock Latency已反标为前提)

Joemool:请直接调用postCTS SDC,注意改回ideal mode。

*****************一点改进建议********************

CCOpt Native这种针对Critical Chain的优化,是不能应用于同步链的(如果同步链的skew被借出去就会损MTBF,虽然Timing看起来是Clean的)。希望后续有方便点的方法来照顾同步链...

Joemool:你说的这种情况优先级不高,timing clean才是王道,客户才happy。


用了三天就来谈感想...
我不知道说你什么好。
 楼主| 发表于 2014-10-27 19:33:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 Timme 于 2014-10-27 19:40 编辑




我们用CCOpt Native投的片子已经回来了,测着挺好的,时钟树功耗很小......


当时是用13.x开Limited Access Feature跑的。投片后也用14.x也跑过,感觉大同小异

给Skew Group设target_insertion_delay有没有效你自己试试就知道了,我们当时的SG有需要提前的有需要推后的,在Initial Cluster之后就能看到效果了。
发表于 2014-10-28 10:10:28 | 显示全部楼层
运气好而已
 楼主| 发表于 2014-10-28 23:10:37 | 显示全部楼层


运气好而已
joemool 发表于 2014-10-28 10:10



Joemool: 娱乐级,别搞笑了好吗? 如果不是你SDC定义不充分,你有必要自己去定制ctstch文件吗?Native CCOPT的CTS部分EDI14.20才正式上马作为默认的CTS引擎,请别乱喷好吗?话说你如何来评价时钟树的质量,请别告诉我skew要小好吗?

SDC对应的是时钟的逻辑结构,ctstch对应的是时钟的物理结构,两者对不上是很正常的。如果你说的是对的,SDC足以约束整个时钟树,那create_ccopt_clock_tree这些命令就完全是多余的了,因为CCOpt引擎可以看到SDC。

评价时钟树质量,可以看主干分岔点是否过早、关键寄存器的级数是否最少且Size合理、Leaf寄存器分组是否合理,更细一点还可以看Critical Edge优化得好不好,比如正沿触发的关键寄存器前一级是否用上升沿比较快的BUF/INV、负沿触发的关键寄存器前一级是否用下降沿比较快的BUF/INV(UHD的的单元即便是CLKINV上下沿也不会平衡得非常好)。。。等等很多。反正跟skew没什么关系,又不是Mesh。

Joemool:求你别乱误导大家好吗?原来的MacroModel约束,在Native CCOPT里面是set_ccopt_property -pin <pin_name> insertion_delay <value>,而不是target_insertion_delay好吗?后者等于ctstch里面的MinDelay好吗?Insertion delay有很多种,target insertion delay,Network insertion delay,pin insertion delay。MacroModel近似于pin insertion delay,是一个offset value,不是一个targer value,好吗?不懂就不要误导。

从来没说过MacroModel和target_insertion_delay等价,我说的是为了达到寄存器提前或推后这个结果,CTS可以用MacroModel,CCOpt可以创建SG并设置target_insertion_delay,不管是offset还是绝对值,最后达到的效果是类似的。

insertion_delay是针对Pin的属性,target_insertion_delay是针对SG的属性,两者不能互换,如果对SG设insertion_delay,会报Error。

get_ccopt_property target_insertion_delay -help的解释是:该SG的insertion delay会被实现为设置值正负target_skew,并没说不能提前、只能推后。

Joemool:set_ccopt_property add_exclusion_drivers true

14.1 get不到这个属性

Joemool:preCTS开useful skew,得到虚拟latency的SDC,CCOPT自动转化为pin insertion delay,initial cluster直接就看到这个delay。还是那句话,强壮而丰满的SDC,让你事半功倍。

你这个做法相当于用useful skew的引擎来指导CCOpt,而useful skew引擎的智能程度本身就比CCOpt要低一级,有点胳膊指挥大脑的感觉。再者,用RCP或DCT做物理综合时怎么办?它们没有Useful skew这个东西,是基于Critical Path的,和CCOpt的Critical Chain的Correlation非常差;而preCTS虽然有Useful skew,但再综合能力非常弱,直接吃没加Latency物理综合出来的网表,QoR非常差。还是你想告诉我跑个preCTS拿Latency SDC丢回给物理综合引擎用?

Joemool:你说的这种情况优先级不高,timing clean才是王道,客户才happy。

同步链MTBF出问题芯片就是一块铁,客户的竞争对手应该会很happy。
其他CTS引擎由于默认是平衡的,没有出现这个问题的潜在可能性。

运气好而已

我们这次运气的确很好,但跟主楼说的都没有关系。我们在投片后才发现SRAM的Lib不全,CK->Q只有Delay时间没有Retain时间很多国内的Memory Compiler提供商都有这个问题),这时候算的Hold是不准的,报告很漂亮但是是假的。根据SRAM结构不同,Retain时间有可能低至Delay的1/3,OCV Derate根本Cover不了。其他CTS引擎因为默认是平衡的而且SRAM输出又很慢,就算不标Retain也没有Hold实际违规的潜在可能性,但CCOpt为了降低时钟树功耗,非常激进地“偷”掉了很多这个SRAM输出到下级寄存器的正的Hold Slack。。。反正片子回来没问题,的确有运气成分。
发表于 2014-11-3 17:14:26 | 显示全部楼层
本帖最后由 wlztteng 于 2014-11-3 17:17 编辑

回复 1# Timme


    关于SDC command map to CCOpt有一些不懂:

BTW:CTS引擎对这些SDC中的约束又做什么样的解读。
SPEC文件是根据netlist和sdc得出来的,那么tools是从netlist和sdc中读入那些有用的信息,以此来写出严格的spec来做时钟树综合,如果时钟树比较复杂,我们需要手动的调整SPEC,又该根据netlist和sdc中那些信息来手动调整SPEC呀?
QQ截图20141103171245.png
发表于 2014-11-3 20:03:15 | 显示全部楼层
回复 1# Timme


    对于在CCOpt中提出一个worst chain概念,因为CCOpt可以在一个chain上面shifting slack,因此timing constraint 不再局限于flop to flop之间做优化,而可以将slack在一个chain之间一级一级的shift,从而使得phsical opt更加的easier。
   但是time borrowing 并不是无限制的,两种情况下不能借用:
     情况一:when the logic chain  loops back on itself
     情况二:when the logic chain reaches an IO pin.
因此也就将分为四种类型的chain:

    IO chain – a chain of flops starting at an input pin and ending at an output pin.
    Input-to-loop chain – a chain of flops starting at an input pin and ending at a looped path.
    Loop-to-output chain – a chain of flops starting at a looped path and ending at an output pin.
    Looping chain – a chain of flops starting and ending at a looped path.

问题一:为什么对于loop chain不能无限制的借用,是因为在无限制借用的时候借到最后又循环到其本身吗?
问题二:对于IO pin不能借用是因为要给外面的接口时序留出足够的 positive slack吗?
问题三:什么样的逻辑会综合成一个loop chain结构的网表,对于这种结构,我们再STA时需要注意哪些东西?在OPT时又需要做哪些设置?
发表于 2014-11-4 11:03:12 | 显示全部楼层
回复 15# Timme


   顶Timmer
关于pre cts useful skew这段,有个问题想问问:pre cts useful skew由于只是算skew,并没有与ck cell的delay相对应,因此,即使设置了-minAllowDelay,得出的skew值,也很难应用于CTS使的macro model,往往反而使CTS的clock latency相当长,所以,我们普遍都不用pre cts useful skew。

后来,我自己写了个脚本,大致流程如下:先不加macro model,自动长一版CTS,然后,用脚本抓出所有的endpoint violation path,再看这些有violation的endpoint,它们的后一级是否有余量,如果有,就把后一级的余量,分一半,给这个endpoint,分的这一半的余量,就作为macro model,设到该endpoint的ck端,然后再加载该macro model文件,重新长CTS。做出的效果,还可以。

我的问题是,用CCOPT方式后,以上作法,生成的macro model,还有没用处?是否就是用target insertion delay的方式,将这些macro model的值,设置给CCOPT,然后再做?同时,由于CCOPT和CTS的原理并不同,我比较疑惑,如何用脚本抓这些macro model,仍然先用普通CTS的方法长一次CTS,然后再抓,再把抓出的macro model值,作为target insertion delay,用CCOPT的方式,重新来做时钟树?Timmer一般是怎么决定将哪些reg丢到同一个SG里,然后怎么定该SG的target insertion delay值的?
发表于 2014-11-4 15:54:38 | 显示全部楼层
再补充问个问题,怎么让CCOPT native只做cts,不做post-cts opt?CCOPT script mode可以设置,但native mode没找到设置方法。我想先只做cts,根据cts后的情况,抓出有violation的reg,在这些reg的ck端,设置insertion delay,再用这个insertion dealy重新做CCOPT,并修timing,不知道这方法可行不?
 楼主| 发表于 2014-11-4 22:15:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 Timme 于 2014-11-4 22:20 编辑

回复 18# caesars82

首先,即便不用prects useful skew,不设置任何insertion delay,CCOpt也会自动帮你调节skew来优化时序,即已经完全涵盖了你脚本所做的行为,还会做得更多。

但是这个过程会比较漫长(因为在没有外部设置insertion delay的情况时,CCOpt所做的跟你类似,也是先做个平衡的树出来,再根据时序报告多次迭代调整skew,不能“一步到位”),而且QoR不会最优,主要是受制于GigaOpt的再综合能力较弱(相比于RCP/DCT),不是CCOpt的问题。

我们现在采用2-pass flow,先用预估的Latency进行物理综合和prects,跑CCOpt做完Fine Tune,得到精确的Latency值,再反标丢给物理综合,走第二轮PR,这样Correlation会很完美。

至于SG怎么划分,还有最初的Latency如何预估等等,要求对RTL比较熟悉,否则就只能很被动地根据冒出来的违规路径进行调整了。由于我是前后端通吃的,所以......

script mode我从不在实际项目中使用。因为它只支持一条命令跑到底的傻瓜模式,出了问题没有任何人为干预的余地,只能干瞪眼。

至于Native下只做cts,由于我这边Native+GigaOpt用得很爽,没这个需求,所以没研究过...
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