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静态时序分析https://blog.csdn.net/weixin_45791458/category_12567571.html?spm1001.2014.3001.5482 在上文中#xff0c;我们不建议使用set_drive命令而是使用set_driving_cell命令#xff0c;这是一个描述输入端口驱动能力更精确的方法。因为大多数情况下1001.2014.3001.5482 在上文中我们不建议使用set_drive命令而是使用set_driving_cell命令这是一个描述输入端口驱动能力更精确的方法。因为大多数情况下只有库单元的设计者熟悉单元门内部的输出电阻情况因此直接指定驱动单元而不是指定驱动电阻更容易。 该指令的BNF范式有关BNF范式可以参考以往文章为
set_driving_cell[-lib_cell lib_cell_name] [-library lib][-rise] [-fall] [-min] [-max][-pin pin_name] [-from_pin from_pin_name][-dont_scale] [-no_design_rule][-none][-input_transition_rise rtran][-input_transition_fall ftran][-multiply_by factor] port_list 指定驱动单元名称 -lib_cell选项用于指定驱动输入端口的单元当单元的输出端口不只一个时可以使用-pin选项指定输出引脚。默认情况下set_driving_cell命令在链接库中搜索单元。 指定端口列表 指定一个端口列表包含输入端口或输入输出双向端口如果有多于一个端口需要使用引号或大括号包围。 简单使用 以图1所示的电路图为例首先在输入端口clk定义一个时钟。
create_clock -period 10 [get_port clk] 图1 一个简单的例子 接着在输入端口d、c上分别定义两个输入延迟参考时钟为clk。
set_input_delay 0.5 -clock clk [get_port d]
set_input_delay 0.5 -clock clk [get_port c] 假设在我们的库中有一个叫做CLKINVX1的反相器使用下面的命令指定输入端口d的驱动单元为CLKINVX1。
set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 [get_port d] 使用这个命令时会产生一个警告如下所示后面的小节我们会解释原因。
Warning: Design rule attributes from the driving cell will be set on the port. (UID-401) 现在可以使用report_port -verbose命令报告输入端口的驱动情况了如图2所示。 图2 端口驱动单元报告 最后使用report_timing命令分别报告输入端口d到触发器的时序路径记得使用-transition_time选项结果如图2所示。 图3 输入端口d的建立时间时序报告 可以看到此时输入端口d的转换时间是0.0191175并且带来了0.0045136的额外输入延迟这是不包括在输入延迟(input external delay)中的。 延迟和转换时间计算原理 那么这些数据是如何计算出来的呢我们可以以图4的电路图为例做个实验。 图4 一个简单的实验 根据lib文件中的信息我们使用set_load命令给输出端口d加上0.001494的负载这是为了模拟图一中U4单元的输入引脚A的电容。
set_load 0.001494 [get_port d] 接着使用report_delay_calculation命令就可以知道U2的单元延迟和转换时间的计算情况了如图5、图6所示。 report_delay_calculation -from [get_pin U2/A] -to [get_pin U2/Y] 图5 CLKINVX1的有负载延迟计算情况 图6 CLKINVX1的有负载转换时间计算情况 对比图6与图3可以发现转换时间的计算方式确实是直接通过非线性延迟模型(NLDM)计算得出。而且我们可以看到尽管使用了反相器CLKINVX1作为驱动单元input_external_delay和输入端口d的边沿都是下降沿这是因为input_external_delay是从输入端口d的边沿反推回去得到的边沿也就是说时序报告中没有指明驱动单元的输入极性但是它可以被指定后面的小节会说明。 但是还有一个很奇怪的事情图3中的延迟值0.0045136却和图5中的延迟计算结果0.0170837不同这是因为这个延迟的计算方式为loaded driving_cell delay - unloaded driving_cell delay即带负载延迟减去零负载延迟因此是0.0170837减去零负载延迟。 我们可以继续在图4中模拟这种情况即使用remove_load命令把负载去除延迟计算结果如图7所示。 图7 CLKINVX1的无负载延迟计算情况 可以看出 0.0170837-0.01257确实是0.0145137约等于0.0045136这是因为四舍五入的问题。 PS其实可以直接使用report_delay_calculation -from [get_port d] -to [get_port d]命令报告驱动单元的延迟和转换时间计算情况。 指定库名 -library选项指定了在哪些链接库中搜索单元。在不使用-library的情况下DC首先会在所有链接库中与输入端口的操作条件(operating conditions)匹配的库搜索单元如果找不到才会去其它链接库搜索单元在使用-library指定了某些链接库的情况下DC首先会在这些链接库中与输入端口的操作条件(operating conditions)匹配的库搜索单元如果找不到才会去这些链接库中的其他链接库搜索单元。 -library选项显示地声明了要在哪些链接库中搜索单元这对于多链接个库中出现多个同名单元的情况有用尽管这不常见。 下面的命令指定使用了typical库中的CLKINVX1单元。
set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -library typical [get_port d] 指定上升沿、下降沿 -rise选项用于指定驱动单元使用于端口的上升沿、-fall选项用于指定驱动单元使用于端口的下降沿注意不管是什么驱动单元驱动单元的时序弧都是正单调性。如果这两个选项都没有指定延迟同时作用于时钟的上升沿和下降沿相当于它们同时指定。 下面的命令将输入端口上升沿的驱动单元改为CLKINVX2下降沿的驱动单元依旧是CLKINVX2如图8所示。
set_driving_cell -rise -lib_cell CLKINVX2 -library typical [get_port d] 图8 端口驱动单元报告 指定最大、最小条件 -max选项用于指定延迟值作用于最大条件建立时间分析-max选项用于指定延迟值作用于最小条件保持时间分析。如果这两个选项都没有指定延迟同时作用于最大条件和最小条件相当于它们同时指定。通常情况下我们会使用-min选项指定驱动能力最强的单元最快使用-min选项指定驱动能力最弱的单元最慢。 下面的命令使用-min选项指定驱动能力强的CLKINVX2驱动输入端口d使用-max选项指定驱动能力强的CLKINVX1驱动输入端口d如图9所示。
set_driving_cell -min -lib_cell CLKINVX2 [get_port d]
set_driving_cell -max -lib_cell CLKINVX1 [get_port d] 图9 端口驱动单元报告 指定输出引脚 -pin选项用于指定驱动单元的输出引脚这对于拥有多个输出引脚的单元很有用如果使用多个输出引脚的单元而不指定-pin选项则DC会使用搜索到的第一个输出引脚。 比如对于一个触发器单元DFFRX1其拥有两个输出引脚分别为Q及QN下面的命令指定以DFFRX1的输出引脚Q驱动输入端口d如图10所示。
set_driving_cell -lib_cell DFFRX1 -pin QN [get_port d] 图10 端口驱动单元报告 指定输入引脚 -from_pin选项用于指定驱动单元的输入引脚这对拥有多个输入引脚的单元很有用如果使用多个输出引脚的单元而不指定-from_pin选项则DC会使用搜索到的第一个输入引脚前提输入输出引脚间有时序弧。 比如对于一个单元CMPR42X1它拥有五个输入端口、三个输出端口如图11所示。 图11 CMPR42X1单元框图 下面的命令指定以CMPR42X1的输入端口A输出端口S作为输入端口d的驱动源如图12所示。
set_driving_cell -lib_cell CMPR42X1 -from_pin A -pin S [get_port d] 图12 端口驱动单元报告 指定禁止放缩 -dont_scale选项用于指定驱动单元的转换时间和延迟不会因为操作环境而被放缩(scale)。放缩指的是当工作环境与特征化条件不同时转换时间和延迟的计算在最后会被乘以一个因子如图5、图6、图7中所示的那样。 使用下面的命令指定上的输入端口d的驱动单元为CLKINVX1并禁止放缩。
set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -dont_scale [get_port d] 指定设计规则不转移 现在我们终于开始解决一开始使用命令时的警告问题了即
Warning: Design rule attributes from the driving cell will be set on the port. (UID-401) 这是因为默认情况下驱动单元的设计规则会被复制到输入端口例如max_fanout、 max_capacitance、max_transition、min_fanout、min_capacitance、min_transition这些属性。而-no_design_rule选项用于禁止这些行为。 使用下面的命令指定上的输入端口d的驱动单元为CLKINVX1并保证设计规则不转移此时命令执行后不会出现警告。
set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -no_design_rule [get_port d] 删除驱动单元 -none选项用于删除之前指定的驱动单元相关信息但是这个选项已经过时尽管它目前仍然起作用建议使用remove_driving_cell命令替代。 下面的命令删除了输入端口d上的驱动单元。
set_driving_cell -none [get_port d] 指定上升、下降转换时间 -input_transition_rise和-input_transition_fall选项用于指定驱动单元输入端上升、下降沿的转换时间默认情况下使用输入转换时间0计算输出转换时间和延迟如图6、图7所示的那样。 下面的命令指定了驱动单元CLKINVX1的输入上升、下降沿转换时间分别为0.5、0.4。
set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -input_transition_rise 0.5 -input_transition_fall 0.4 [get_port d]下面使用report_delay_calculation -from [get_port d] -to [get_port d]命令报告端口的延迟计算情况如图13所示。 图13 端口转换时间计算情况 可以看到对于输入单元下降沿转换时间的计算使用了指定的输入端上升沿转换时间对于输入单元上升沿转换时间的计算使用了指定的输入端下降沿转换时间。也就是说这里的计算考虑了时序弧的单调性。 指定驱动能力因子 -multiply_by选项用于指定一个驱动能力因子用于模拟驱动减弱或驱动增强会影响驱动单元延迟和转换时间的计算。 下面的命令指定了驱动单元CLKINVX1的驱动能力因子为0.5这代表着最终的计算结果会乘以0.5如图14、图15所示。
set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -multiply_by 0.5 [get_port d] 图14 端口延迟计算情况 图15 端口转换时间计算情况 在使用这个选项是会出现如下警告代表着这个选项已经过时即将删除。
Warning: Starting from 2019.03 release, the set_driving_cell command will no longer support the -multiply_by option (OBS-002)
