UPF疑问

Blue_IC

请教以下各位，有谁知道在IEEE Std 1801-2018中有关于level shift和isolation策略相关的定义，我看到有两个地方都有提到一个是“define_isolation_cell”，另一个是“set_isolation”  请问这两个有什么区别吗？

flscut

在IEEE Std 1801-2018（UPF）中，define_isolation_cell和set_isolation分别承担不同的角色，具体区别如下：  
​1. define_isolation_cell ​
功能：定义库中可用的隔离单元（Isolation Cell）的属性。
​用途： 声明工艺库中的隔离单元，供后续策略调用。 指定隔离单元的输入/输出端口、控制信号（如使能信号）及其与电源域的连接。 定义单元的行为特性（例如：在隔离使能时输出固定值或高阻态）。 ​
示例：
define_isolation_cell ISOL_AND1 \   
-domain PD_TOP \   
-input_pins {IN} \   
-output_pins {OUT} \   
-enable_pin EN \   
-isolation_signal VDD_PD1 \   
-applies_to outputs
这里定义了一个名为ISOL_AND1的隔离单元，并关联到电源域PD_TOP，指定其输入/输出端口及控制逻辑。 ​

2. set_isolation ​
功能：在具体电源域或信号上应用隔离策略。
​用途： 指定哪些信号需要隔离（如跨电源域信号）。 定义隔离条件（如电源关闭时）、隔离值（逻辑0、1或保持）。 绑定到已定义的隔离单元（通过-isolation_cell引用define_isolation_cell）。 ​
示例：
set_isolation iso_rule \   
-domain PD_A \   
-applies_to outputs \   
-isolation_power_net VDD_PD1 \   
-isolation_ground_net VSS \   
-clamp_value 0 \   
-isolation_signal iso_enable \   
-isolation_cell ISOL_AND1
这里为电源域PD_A的输出信号设置隔离规则，当PD_A掉电时，使用ISOL_AND1单元将信号钳位到0。

​类比说明 ​
**define_isolation_cell** 类似“定义工具箱中的螺丝刀型号”，明确工具属性。 ​
**set_isolation** 类似“在施工图纸上标明何处使用该螺丝刀”，指导具体操作。

​协同工作流程 ​
1.定义单元库：使用define_isolation_cell声明所有可用的隔离单元。 ​
2.制定策略：通过set_isolation在需要隔离的电源域或信号上绑定策略，并引用已定义的单元。

通过这种分离，UPF实现了工艺库与设计意图的解耦，便于复用和扩展。

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在IEEE 1801-2018（UPF）标准中，define_isolation_cell 和 set_isolation 是与电平移位和隔离策略相关的关键命令，但它们作用的层次和使用场景有本质区别。以下是对二者的详细解析：
1. define_isolation_cell（定义隔离单元库属性）
定位：元件级物理特性定义
核心功能：声明工艺库中某个单元为隔离单元，并绑定其物理属性和电源依赖关系。
典型参数：#TCL#

• define_isolation_cell iso_cell_1 \  -elements {IN OUT} \  -applies_to inputs \  -power {VDD_ON VSS} \  -power_related_levels {VDD_OFF} \  -header_switch {VDD_ON}
  
  
  
  • -elements：指定隔离单元的输入输出端口
  • -power：定义单元的正常工作电源域（主电源）
  • -power_related_levels：指定当电源被关断时维持状态的备用电源
  • -header_switch：标记用于电源隔离的头部开关（可选）
    

• 应用场景：
  
  
  • 告诉工具某个标准单元库中的Cell具有隔离功能（比如通过内部钳位电路防止信号悬空）
  • 建立该单元与多电压域的物理连接规则（例：当VDD_ON关断时，依赖VDD_OFF维持状态）
    

2. set_isolation（设置隔离策略的逻辑约束）

• 定位：系统级逻辑网表驱动策略
• 核心功能：在特定的电源边界上应用隔离规则，定义信号如何被保护。
• 典型参数：#TCL#
  
  

set_isolation iso_rule_A \   -domain PD_A \  -isolation_power_net VDD_ON \  -isolation_ground_net VSS \  -clamp_value 0 \   -applies_to outputs \  -elements {iso_cell_1 iso_cell_2}

• -domain：指定应用隔离规则的供电域（该域可能被关断）
• -clamp_value：定义信号被隔离时的固定电平（0/1/z）
• -elements：引用通过define_isolation_cell定义的物理单元列表
• -sink_scope/-source_scope：隔离生效范围（信号来源或目标域）
  

应用场景：

• 规定当PD_A断电时，其输出信号需要使用iso_cell_1/2固定到低电平（clamp_value 0）
• 动态绑定策略与物理单元库（在综合/布局阶段指导工具插入指定单元)
  

3. 混淆两者的灾难性后果（实际案例）

• 只定义set_isolation未绑定物理单元：
  ➤ 工具将无法在网表中插入正确隔离单元，导致物理设计阶段出现悬浮信号（X态传播）。
• 只定义隔离单元但未设置策略：
  ➤ 单元库中的隔离器件不会被主动调用，需通过手动例化增加设计冗余。
• clamp_value与隔离单元真实行为冲突：
  ➤ 可能导致电源关断后逻辑值与预期相反（例如定义clamp_value=0但单元实际输出钳位到1）。
  4. 二者关系与使用流程（示例）
  协同工作逻辑：
  • define_isolation_cell 相当于给工具一本「隔离单元字典」——明确哪些库单元可以用于隔离，以及它们如何在不同电源状态下工作。
    ➤ 直接影响：物理实现（Layout）时的器件选择与连线规则。
  • set_isolation 则是设计者的「策略引擎」——定义哪些信号在什么条件下需要使用隔离，并从预定义的字典中选择合适的单元。
    ➤ 直接影响：逻辑网表（Netlist）中信号的插入行为和验证标准。
    
    
  
  
  

###################################### 阶段1：工艺库隔离单元定义###################################define_isolation_cell iso_cell_clamp0 \  -elements {A Z} \  -applies_to outputs \  -power {VDD_SAFE VSS} \  -power_related_levels {VDD_OFF} \  -clamp_value 0 ###################################### 阶段2：设计级隔离策略部署###################################set_isolation digital_iso \  -domain PD_GPU \  -isolation_power_net VDD_SAFE \  -clamp_value 0 \  -elements {iso_cell_clamp0} \  -sink_scope PD_CPU create_power_switch sw_GPU \  -domain PD_GPU \   -output_supply_port {vout VDD_GPU} \  -input_supply_port {vin VDD} \  -control_port {sleep EN_ISO}

chengkang96

为什么回复都想AI。。。

Blue_IC

15909834256 发表于 2025-3-25 16:54
在IEEE 1801-2018（UPF）标准中，define_isolation_cell 和 set_isolation 是与电平移位和隔离策略相关的关 ...

非常详细的讲解，感谢