数字后端简要流程

数字后端简要流程HDL代码逻辑综合布局布线形式验证综合的定义•逻辑综合：决定设计电路逻辑门之间的相互连接。•逻辑综合的目的：决定电路门级结构，寻求时序、面积和功耗的平衡，增强电路的测试性。•逻辑综合的过程（constraint_driven）：Synthesis=Translation+LogicOptimization+Mapping首先，综合工具分析HDL代码，用一种模型(GTECH)，对HDL进行映射，这个模型是与技术库无关的，也不包含Timing和Load信息；然后，在设计者的控制下，对这个模型进行逻辑优化；最后一步，进行逻辑映射和门级优化，将逻辑根据约束，映射为专门的技术目标单元库（targetcelllibrary）中的cell，形成了综合后的网表。综合环境初始化•初始化设计环境，技术库文件及其它设计环境设置。•search_path：指明文件的位置。•target_library：既技术库，由生产厂家提供，该库中的cells，用于逻辑映射。Targetlibrary的文件名应包含在Linklibrary的文件清单中，用于读取门级网表。•link_library：该库中的cells，DC无法进行映射，例如：RAM，ROM及Pad，在RTL设计中，这些cells以实例化的方式引用。•symbol_library：该库文件包含技术库中cells的图形表示，用于生成门级示意图。•read：读入HDL代码环境属性•定义设计的工艺参数，I/O端口属性，wire-load模型，下图解释了描述设计环境约束的DC命令：set_operating_conditionsset_max_capacitanceset_max_transition&set_max_fanoutoninput&outputportsorcurrent_design;BlockBClockDividerLogicBlockAset_loadonoutputsset_driveonClockset_driving_celloninputsset_wire_load_model•set_operating_conditions用于描述cells操作条件：process、voltage和temperature。例如：set_operating_conditions-maxslow•set_wire_load_model用于设置Nets的寄生RC模型，一般选用悲观的模型。例如：set_wire_load_model-namesmic18_slow•set_load用于定义nets或ports的电容负载，为了保证输出路径的时序，default条件下为0。例如：set_load0.6all_outputs()•set_drive用于定义模块的inputports，0表示最大的驱动强度，通常用于clockports和reset，例如：set_drive0{clk，rst}。•set_driving_cell用于定义inputports，模拟cell的驱动阻抗，为了保证输入路径的时序和输入信号的transitiontime。例如：set_driving_cell-lib_cellBUFX2-pinY-libraryslowall_inputs()•set_min_library允许用户同时设置worst-case和best-caselibraries，从而在初步编译时，DC修正hold-time冲突时，验证setup-time冲突。也可用于在编译时修正hold-time冲突。例如：set_min_libraryslow.db-min_versionfast.db•DRC的设计规则约束：set_max_transition、set_max_capacitance和set_max_fanout。这些约束用于的inputports，outputports或current_design，一般在技术库内部设置。当技术库的内部设置不能满足时，可用以上命令设置。例如：set_max_transition0.3current_designset_max_capacitance1.5current_designset_max_fanout3.0all_outputs()面积和时序约束•描述设计的目标，包括时序和面积约束，要注意约束必须是可实现的，否则会导致面积超额，功耗增加或时序不能满足要求。设计约束的DC命令如下：BlockBClockDividerLogicBlockAcreate_clock&set_clock_uncertaintyset_input_delayoninputsignalsset_max_areaforeachblockToplevelset_output_delayoninputsignals•set_max_area用于约束current_design的最大面积。0表示在满足时序、功耗的前提下，尽可能的减小面积。例如：set_max_area0•时序约束包括3个部分：allinputs、registertoregister和alloutputs。•输入路径的约束：set_input_delay：定义信号相对于时钟的到达时间。指一个信号，在时钟沿之后多少时间到达。•例如：set_input_delay-max20-clockCLK{get_portsA}set_input_delay-min0.8-clockCLK{get_portsA}•输出时序约束：set_output_delay：定义从输出端口数据不可用开始到后一个时钟有效沿的时间。例如：set_output_delay-max20-clockCLK{get_portsB}set_output_delay-min-0.5-clockCLK{get_portsB}•时钟描述：时钟的描述在设计中非常关键，一般通过clockperiod和clocksource(port/pin)、dutycycle、offset/skew和clockname进行描述。•DC时钟约束命令：create_clock：用于定义时钟的周期和波形（占空比及起始沿）例如：create_clock-period40-waveform{020}对于仅包含组合逻辑的模块，为了定义该模块的延时约束，需要创造一个虚拟时钟定义。例如：create_clock-nameV_clk-period20•set_clock_transition：在pre_layout必须设置一个固定的transition值(由技术库提供），因为时钟网有很大的fanout.这样可使DC根据该时钟计算实际的延时值。•set_clock_skew：设置时钟的skew及delay，pre_layout和post_layout命令选项不一样。-propagated选项让DC计算时钟的skew。•例如：set_clock_skew-delay2.5-minus_uncertainty2.0\-plus_uncertainty0.2CLK-minus_uncertainty用于setup-time的计算，-plus_uncertainty用于hold-time的计算。一个cell的delay是根据inputsignal的斜率和outputpin的电容负载决定。对于时钟信号，因为clocknetwork的fanout很大，从而造成clocknetwork末端门的时钟信号的clocktransitiontime很慢，是DC计算的门延迟失真。•set_dont_touch_network常用于port或net阻止DC隔离该net，和该net向连的门具有dont_touch属性，常用于CLK和RST。例如：set_dont_touch_network[CLK，RST]当一个电路包含门时钟逻辑时，若在时钟的输入设置set_dont_touch_network，则阻止DC隔离该门逻辑，导致DRC发现时钟信号冲突，对门RESET同样。•set_dont_touch应用于current_design，cell，net，references。阻止DC对模块中的这些元素进行技术映射。其它的一些约束条件•set_dont_use用于将技术库中的某些设计中不需要的cell滤除，比如Latch、DelayCell，禁止DC映射；例如：set_dont_use{mylib/SD*}•set_false_path指示DC对指定的路径不要按照时序约束优化。比如：异步路径或约束不可实现的路径。falsepath路径的鉴别在设计中很关键，如果不对falsepath路径进行标识，DC会对所有的路径进行优化，从而影响关键时序路径。此命令也用于当因为有falsepath关键逻辑，时序静态分析失败时。set_false_path-from[get_clockCLKA]-to[get_clockCLKB]•set_multicycle_path：因为DC假设所有的路径都是单周期的，为了满足时序，对多周期路径会做不必要的优化，从而影响相邻路径或面积。所以这个命令用于隔离多周期路径，通知DC通过这条路径所需的周期数。•例如：set_multicycle_path2-fromFFA/CP\-throughMultyply/Out-toFFB/D•set_max_delay：1、对于仅包含组合逻辑的模块，用此命令约束所有输入到输出的总延时。例如：set_max_delay5-fromall_inputs()-toall_outputs2、对于含有多个时钟的模块，可用通常的方法定义一个时钟，用此命令进行约束定义时钟和其他时钟之间的关系。例如：set_max_delay0–fromCLK2–toall_register(clock_pin)•set_min_delay：1、对于仅包含组合逻辑的模块，定义指定路径的最小延时。例如：set_min_delay3-fromall_inputs()2、和set_fix_hold一起使用，只是DC添加一定的延迟，满足最小延迟需求。编译•编译就是将GETCH逻辑网络映射为技术库的gatecell，使设计满足用户的约束。对于一个层次设计分两步实现：1、映射各子模块到逻辑门，不考虑约束；2、根据时序和面约束优化逻辑，修正模块分界间的违例。布局布线DesignSetupFloorPlanTimingSetupPlacementCTSRouteDFM&DataOutDesignSetupCreateLibraryAttachRefLibReadNetlistExpandNetlistOpenLib&CreateCellBindNetlistToCellPreserveTheHierarchyMarkTheHierarchySaveTheCellReferenceLibraryWorkingLibraryAttachTLU+Model•DesignSetup：布局布线的准备工作，读入网表，跟Foundry提供的STDCell、Pad库以及Macro库进行映射。FloorPlanLoadTDFFileCreateCorePowerRingsSetupFloorplanLogicConnectPGPrerouteMacros&PadsCreateCorePowerStrapsDumpFloorplanSaveAsInsertPadFillersAddP/GRingsPlaceMacro(Flylines)PrerouteSTDVerifyP/GStructure•FloorPlan：整体的布局规划，设置Core的大致面积、管脚位置以及Macro位置等一些粗略的布局信息。TimingSetupLoadSDCFileTimingDataCheckTimingSetupTimingReportSaveAs•TimingSetup：读入时序约束文件（.sdc），设置时序信息，主要是Environment、Optimi