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查看: 7274|回复: 7

[转贴] ICC时钟树最小优化探讨

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发表于 2014-8-30 00:00:05 | 显示全部楼层 |阅读模式

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原帖地址:
http://bbs.smic-asic.com/read.php?tid=187&fid=34
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随着片上系统功能完整性提升,工艺节点提高,时钟树最小优化日益变得重要。在建立时间违例检查时,如设set_timing_derate –early 0.95; set_timing_derate –late 1.0,时钟频率800MHz,发送和捕捉时钟长度都为10ns,那么两者中较长时钟产生500ps的时钟不稳定性,对时序检查影响较大。所以,时钟结构最小化显得尤为重要。以下探讨了三种时钟树问题。
1.0    端口斜率问题
     片上系统中,时钟穿过端口单元非常正常。端口单元上下沿斜率一般会存在较大的差异,这种差异会贯穿时钟网络中,导致较大的上下沿偏移。时钟综合引擎做时钟结构时为了平衡上下沿,会插入冗余的缓冲器或反向器,这会形成较长时钟树结构。
     如果将时钟定义在端口单元输出口,工具将看不到端口单元上下沿斜率差异,不会插入冗余缓冲器或反向器,从而规避这种问题。
2.0    高负载时钟接口问题
     在宏模块时钟输入口,一般有较高负载。它由内部电容和外部耦合电容两部分组成。外部耦合电容大小取决于时钟接口形状和耦合信号线。小形状接口耦合电容较小,一般可以忽略。但当宏单元接口以外区域存在绕线阻止向导,ICC抽取寄生参数时会将绕线阻止向导当成虚拟信号线,且等价于宽金属线,此时抽取的外部耦合电容非常悲观。时钟综合引擎第一步为了修正最大电容违例,会在宏接口插入过多缓冲器或反向器,直至修正最大电容违例或缓冲级数达到最高。时钟综合第二步为平衡时钟树长度,工具在其他时钟分支插入过多缓冲或反向器以平衡宏单元时钟长度,这造成过长的时钟树结构。
     为避免此问题,可在宏单元时钟口插入一缓冲器,在缓冲器输入口设一浮点值,该值为此缓冲器及后续逻辑延时。这就可规避由于绕线阻止向导引起的高负载时钟接口问题。
3.0    多时钟域选择端口处理
     多时钟域结构中,异步时钟树不需做平。但往往存在这种现象,几个异步时钟经过时钟选择不同输入口,传到一公共路径上。

                               
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如上图,公共路径时长1.2nstest_clk剩余时钟长度为2.5nscpu_clk剩余时钟长度为1.1ns。为平衡test_clk时钟树,工具在公共路径插入0.8ns,选择器A1接口插入0.5ns。此后为了平衡cpu_clk时钟树,需在cpu_clk时钟分支插入0.9ns。本来只需在cpu_clk时钟上插入0.1ns,而此时插入了0.9ns,时钟被拖长。

为防止此现象,可对选择器做如下处理:选择器选择端口设常态0,在A1端设浮点值1.2,那么ICC会在cpu_clk时钟分支插入0.1ns延迟,在A1端插入1.3ns延迟。这既平衡了两个时钟,又防止了某个时钟树被拖长。

以上分析了三种情况下对时钟的处理方式。时钟树长短直接影响设计质量,我们需要加强时钟树最小化方法性的探究。Layout大牛Leesa在此抛砖引玉,请小伙伴们畅所欲言。 你认为:

1ICC工具中不同的时钟域综合是否有相互影响?

2、用缓冲器和反相器综合时钟树分别有什么好处和弊端?


3、如果将时钟定义在hierarchy pin上对时钟树的最小化是否有影响?



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很久没来EETOP了,从别的论坛转一个过来,和大家分享。
本文不见得是完全准确的,大家试着来提提问题。


发表于 2014-8-31 09:29:47 | 显示全部楼层
文章好长啊,看完我再回,
发表于 2014-9-4 22:03:33 | 显示全部楼层
lulu~~~,  3.0 那个问题,为什么预先会有公共路径时长1.2ns,test_clk剩余时钟长度为2.5ns,cpu_clk剩余时钟长度为1.1ns,  是因为没有对MUX 设置case吗?  我的理解是MUX 先设置0, 先做cpu_clk domain的cts, 完成后对clock tree  set dont touch。 再MUX 设置为1, 做test_clk domain 的cts。 这样是否ok?
 楼主| 发表于 2014-9-4 22:11:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 joemool 于 2014-9-4 22:14 编辑

回复 3# kirafirst


    VV,厉害啊。 其实我发这个帖子是想表达,文中的问题本身就可以避免的。

传统的CTS策略,对于这种结构,一般采用2-pass方案,正如你所说。

不过Cadence CCOPT的CTS引擎——iCTS,可以直接处理这种,甚至更加复杂的时钟树结构。

我最近在写一个小帖子,还要等公司的批准才能发。
发表于 2014-9-4 22:39:27 | 显示全部楼层
回复 4# joemool


   到时候学习一下,虽然我们不用EDI~~
发表于 2017-4-19 12:22:10 | 显示全部楼层
thanks
发表于 2017-7-28 20:01:40 | 显示全部楼层
东西不错。谢谢
发表于 2021-1-13 12:29:39 | 显示全部楼层
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