后端时序修正基本思路

后端时序修正基本思路

 

 

讲到时序优化的时候，就好比手工绘图讲到反相器一样，总会以上图为例介绍各种路径及时钟与彼此之间的关系。

后端对时序的影响从0.18开始，在整体影响中的比重也在随着工艺的变化而变得敏感。0.18似乎是一个分水岭，很多效应都在此后有了明显的变化。之所以讲到时比例，并不是说某种影响在一开始不存在或突然产生，这好比是量变到质变的过程。

要最终满足时序的要求，方方面面都要考虑。有时，单单靠后端无法达成要求，或者要付出更多的成本，比如面积或时间。这就需要流程中各个环节都要作出优化。

如图所示，红色为时钟共同路径，然后启动路径和捕获路径开始分开；黄色则是数据路径。当然，启动时钟与捕获时钟有时并非由同一时钟驱动，但分析方法是类似的。我们通常要解决建立时间与保持时间如何满足时序约束的问题。这就是说，数据到达DFF2的D端要提前在时钟到达DFF2的CK端一段时间前到达，又要在时钟后再保持一段时间后才能消失。那么我们要做的事是:

如果要满足建立时间时,希望

启动时钟延迟 + 数据延迟 < 捕获时钟延迟 [最慢]

如果要满足保持时间时,希望

启动时钟延迟 + 数据延迟 > 捕获时钟延迟 [最快]

那么，这里可以变化的范围就是一个时钟周期,也就是，如果时钟到达两个寄存器时钟端的时间一致, 数据路径能变化的范围就是一个时钟周期。

延迟中，时钟延迟称为clock latency, 数据延迟称为delay，时钟延迟有时钟源延迟与时钟网络延迟。路径延迟中的增与减的项大致如下：

延迟增加：clock network delay, clock uncertainty(hold), input external delay, time borrowed from endpoint

延迟减少：clock uncertainty(setup) , output external delay, library setup/hold time, clock gating setup/hold time

其他，如果设置derate也会因路径快慢影响路径的延迟。

如此，后端修改时序的基本思路（流程）就可以大致分开成几个步骤：

1，建立时序优化（减小数据路径延迟）

2，时钟树综合与平衡

3，保持时序优化（增加数据路径延迟）

这里，在时钟树满足要求后，通常不再对时钟路径进行修改，为了避免发生变化，通常要设置dont_touch_network。

IC compiler 中涉及的命令包括：place_opt, clock_opt, route_opt及psynopt
place_opt 意在摆放优化与保持时序优化，保持时序不进行优化。为了不让该命令进行时钟树综合与保持时序优化，就注意设定理想时钟，并去除fix_hold 属性。
clock_opt 进行时钟树的综合与优化，此时设定fix_hold 进行保持时序优化。
route_opt 进行布线与优化，减小耦合影响等
psynopt 可以进行单独时序优化。
当然，这些只是后端时序优化的基本思路，最关键的还是要正确设置，并且对设计的结构作出合理调整，并注意前后端在整个流程中发挥的作用与对成本的影响。