ICC II 5 CTS(时钟树综合)

检查 的内容有 clock definition & propagation； reference cells 有没有标记 dont touch的参考单元 skew balancing : 多个时钟之间的 冲突 的平衡; multi_voltage :对于 multi voltage 的设计 需要插入 AON 的bufs / invs ; 会检查 这些bufs 是否是AON的; capacitance and transition constraints other issues : 在clock网络中 存在 dont_touch 的nets;

ICC II 是针对所有的 active(有效的)scenarios 创建时钟树的; 时钟树综合 也会执行 时钟网络的 逻辑DRC 的修复,包括 max_transition &/or max_capacitance 如果你不希望在CTS 的时候 针对某一场景进行优化, 使用:

hold time 的修复是发生在所有的scenario中的;

打卡 scanchain 的reorder 选项 最小化分支交叉;

在placement 时候 那时候 reorder scan chain 是为了解congestion 的; 而在CTS 之前 此时的scanchain reorder 是为了 优化 timing 的;

是对过度悲观情况的一种剔除; 联系OCV launch path 和 capture path 的OCV 系数是不相同的 一个大于一 一个小于一 对于下面的和条路径:

为了减少 OCV的影响 ,clock trees 的创建会尽可能多的分享buffers; 移除掉由于分享时钟路径 造成的在时序计算中的过度悲观的情况 ;(对于上面这条路径来说 虽然lunch path 和 capture path 共享 U1 U2 U3 U4 但是乘的OCV 不同,造成过度悲观)

初始化的 clock tree synthesis (built_clock) 并不是 congestion aware,默认是局域 virtual routing(虚拟布线) 对于大的 复杂的设计 这可能会导致, 布线之前与布线之后 在clock skew latency logical DRC 等方面的下降; 拥塞的Hotspots 布线时的DRC 违例;

用global routing 进行拥塞的估计 以及 在拥塞已知情况下 的时钟树在 built_clock阶段的 约束的设置:

CCD current clock & data 时序优化一般只考虑data path，CCD利用useful skew技术同时优化了clock path(调节clock arrival time)。如果reg to reg延时大于clock cycle，说明由setup violation，CCD一方面优化data path，另一方便调节clock skew来修复violation。如果reg to reg延时小于clock cycle，说明data path拥有positive slack，CCD希望通过优化这样的路径去改善其他路径的时序。

global skew : 比如一个时钟 ,有2万个sink,在CTS 的时候 他会找latency最长的一条路径 1.2ns 最短的一条 1.0ns 那么global skew 是200ps; 不管sink之间有没有 launch 和capture 的关系; local skew : 就是在launch 和 capture之间的关系,计算skew, local skew 决定着两个触发器之间有没有 timing violation;

执行 timing aware的聚类 (相对于 基于位置的) 优化local skew directly for setup and hold 提名 critical pairs 能够放松可能节省时钟buffer 面积的地方的 skew target；

默认 CCD skew 和需要满足的时序的数量一样多； 根据需要 可以限制 CDD skew 的数量

在时钟 latency的调整过程中 你可以配置 CCD 跳过那些属于特定组的 clock pin;

例如在CCD中 由于一些路径的latency 本来就没设好,很容易产生violation 你又不想让CCD去修,就可以把他跳过去; 或者你手动 摆好的一个critical path 时序已经是最小的,你不要CCD去都动就可以 skip掉;

数据路径的优化在这些组中仍然是有效的:

可以将I/O上的timing path 加到 skip group中

一般 top 层给的i/O的约束都是比较紧的,防止到后期不能收敛,所以 I-reg的路径一般都是整个设计中最坏的路径; 很容易出现violation ,在CCD flow 工具会尽量修存在于边界寄存器的违例 这是我们不太希望的;

默认 ,CCD 会skews 所有的寄存器 包括边界的寄存器; 为了避免边界寄存器上的latency adjustment (延迟调整),使用以下命令:

主要的端口 被用来区分边界和内部的FFs; 使用以下命令 忽略scan reset ports:

尽管在CCD 的优化中 是 hold Ware 的 但是 在修setup的时候 会或多或少对 hold 造成一定的影响; 经常 datapath 的优化 能有解决这些hold 的违例; 如果你想在CCD中优先解决hold问题,比如对于你的设计 fix hold 是困难的 或者你的社会是area-critical的 对于hold-buffer 面积的增加是必须要避免的,就需要在CCD的时候 优先解决hold;

CCD 在默认情况下 解决的是每个路径组中 最坏的路径 WNS path , 次关键路径是不会在CCD中得到优化的;

在其他的sub-critical path上 使用 targeted CCD (有目标的CCD) 上述的铁兴 只会应用在 place_opt 和clock_opt 的build_clock 阶段

clock_opt 的四个阶段: build_clock route_clock final_opto global_route_opt(是可选的)

在将CCD选项关闭的情况的下 clock_opt各阶段的执行情况有所不同. build_clock: 创建 GR clock tree 执行内部时钟网络的skew的平衡 route_clock: 为时钟网络布线 更新 I/O 的延迟 final_opto : 执行数据路径的优化 让设计满足时序和DRCS的要求 同样你可以使用 -from/-to 来控制 clock_opt 执行的阶段 clock_opt -to build_clock 对应的真个clock_opt 的流程 ICC II也有对应的原子指令 贯穿整个CTS 的各个阶段; 当你有分析中间阶段的需要 的时候 可以使用原子属性

当将CCD选项设为true; build_clock : 创建时序驱动的 GR clock tree, 执行内部的clock balancing 提高setup/hold 的时序情况以及 DRC; route_clock ：为时钟网络布线 并更新 I/O 延迟信息; final_opto ：优化数据路径逻辑的同时优化时钟逻辑 进一步提高 setup hold 的时序情况 以及DRCs;

build_clock阶段的global_route 与route_clock阶段的detail route 之间的差别 可能会造成时钟树QoR 的下降; 时钟树的QoR 还会由于 串扰和coupling capacitance (耦合电容)的影响进一步降低;

CCD引擎能够从 时钟树网络中回收power 或者area; 这种 power/area 的recover 是不会对时序的QoR产生影响的; 优化包含 repeater removal, 时钟单元以及寄存器的sizing; 在classical CTS 和CCD flow中都能被应用 在clock_opt 的最后阶段 final_opto执行,同样能够在布线后的优化中被使用,route_opt;

在power 和area 之间做出选择: power: 需要使用精确 的SAIF 文件 去计算精确的动态功耗; area: 在SAIF 文件不可用的时候 或者 面积是一个优化目标的时候 自动应用;

使用以下选项控制:

在 CCD flow中 useful skew 同时被用来优化时序和power/area 在 classical CTS flow中 useful skew 仅仅被用来优化 power/area; -> global skew/latency 会降低

默认的设置: 在CCD flow中 如果scenario 有power 的配置 那么power 的recovery是打开的, 否则就是 area recovery; 在 非CCD flow 是没有 recovery 发生的;

基于 scenario的唯一的配置 clock power recovery 会减少leakage dynamic or total power 其中的一项

这是clock_opt 4各阶段中的最后可选阶段;

优化是基于 完整的单词global route 和global route timing; 包括 setup hold delay的优化 逻辑 DRC 的解决 以及 leakage 的优化;与布线后的布线优化 route_opt 类似 附加 HFN rebuffering 高扇出网络的buffer调整; 大多数的设计是可以从 GRO 上得到预期的优化的;

执行了 global_route_opt之后 clock_opt 的输出是完整的全局布线的结果 随后的单词布线的流程会自动从 track routing阶段开始;

默认在clock_opt 阶段 GRO 是跳过的

CTS browser CTS schematic clock tree levelized graph 时钟树的层级图示 clock tree latency graph per Corner 时钟树每个Corner 的延迟图示

默认 clock_latency 是0ns 时序分析 使用理想的时钟latency的约束值 也就是 set_clock_latency 所设置的值;

在 clock_opt 的build_clock 阶段 应用 set_propagated_clock 到时钟源; 在route_clock 阶段会自动更新 时钟网络的 latency; 此时的latency 是当前block实际衍生的时钟网络的latency

默认是仅在当前的scenario 是被propagated 能够被更新 latency 如果在CTS 期间并不是所有的scenario都是active 的话 ,就需要我们手动的在CTS之后为所有的scenario跟新latency; 他也会让那些没有propagated 的时钟源propagated

延迟也能够为那些约束了虚拟时钟的I/O 更新latency ,前提是你定义了相关的参考时钟; 比如吧virtual clock 参考到我真实的clock上 当真实的clock 由于时钟树综合latency发生变化,我虚拟时钟也会发生变化;

clock_opt 默认情况下就会对latency进行更新; 其中对应的原子指令时 compute_clock_latency,发生在clock_route 阶段; 你可以使用以下选项配置 i/olatency 的更新: set_latency_adjustment_options 默认所有的I/O 都会被更新; 使用以下指令关闭所有clock 的自动latency更新 set_latency_adjustment_options -exclude_clocks [get_clocks all_clocks]

CCD 默认是在place_opt阶段执行的;和clock_opt 中使用的相同 的skew 的计算引擎;

在place_opt阶段的CCD 计算skew使用的是ideal latency 应用到所有寄存器时钟引脚的clock network latency 会进行独立的调整 来提高整个路径的时序情况；

就是slack 不够往前借 往后借 来提高时序；

CCD 应用的 时钟引脚的network latency 会影响 CTS 之前的 数据路径的时序分析和优化 但是在CTS 的时候会被忽略; 因此 CCD 的优化也会应用 在CTS使用的clock balance point delays , 使得intended useful skew 生效

不要使用 set_clock_latency -offset 来指定用户的skew,这都是有工具生成的; -offset 仅会在place_opt阶段会用到 在CTS之后会被移除; 如果你想输出 CCD latency 使用 write_script, write_sdc 指令不会输出 CCD的latency 关于-offset的信息

CCD 的优化时发生在所有的active 的scenario中 的，确保你打开了所有的你计划对CTS使用的scenarios 去避免miscorrelation； 这里建议打开红绿灯 scenarios 即使在place_opt 阶段没有进行hold的优化； hold scenario 仅会在CCD 计算 useful skew 的时候考虑; hold degradation 被选项 ccd.hold_control_effort; 就是 虽然在CCD 阶段不修hold 但是要把hold 的情况考虑在内 以防造成在后期fix hold 时 无法修复的问题;

控制amount of skewing

其他 CCD 的application options 像 ccd.optimize_boundary_timing ccd.skip_path_groups 等 也会在 palce_opt 阶段被调用 所以需要在布局之前根据需要应用掉;

经典的CTS 和优化流程 以及 concurrent clock_and_data flow CCD流程 报告 分析结果 控制 CTS 之后的 自动 latencygengxin 在place_opt阶段使用 CCD