在讲多周期路径之前,先看下单频率路径的建立关系和保持关系
『Design Compiler calculates the default setup and hold relations and derives single-cycle timing, based on active edges.』
1.对于startpoint,active edge是寄存器的open edge。
2.对于endpoint,active edge是寄存器的close edge。
3.对于上升沿触发的寄存器,上升沿既是open edge也是close edge。
4.对于高电平出发的锁存器,上升沿是open edge,下降沿是close edge。
下面进入多频率路径建立和保持
建立关系检查:
对于多频率设计,在两个时钟之间可能存在多个建立关系,对于目的时钟的的每一个锁存边沿,找到捕获边沿最近的发送边沿。发送边沿和捕获边沿的最小关系决定了这个路径上的最大延迟。
保持关系检查:
简单说就是,数据从startpoint发出之后,在被endpoint的active edge 锁存之前,不能被捕获。这个时序的最大值决定了,这个路径的最小延迟。
如下图所示:
Setup要求:5-0=5
Hold要求:30-30=0
Exp2:
Setup要求=10-0=10
Hold要求=0-0=0
Exp3
Setup要求:4-3=1
Hold要求:7-7=0
下面进入单频率的多周期:
先介绍命令set_multicycle_path
常用格式:
set_multicycle_path
path_multiplier
[-rise | -fall]
[-setup | -hold]
[-start | -end]
[-from from_list]
[-to to_list]
[-through through_list]
Rise和fall用来说明多周期路径是用在上升沿还是下降沿
Setup和hold说明多周期路径是用在建立时间检查还是用在保持时间检查。
Stard和end说明多周期路径依赖于start clock还是依赖于end clock
例子:
Set_multicycle_path –setup 60 –to [get_pins “C_reg
根据dc综合原理:
对hold的检查之一就是:在capture active edge之前不能被捕获。所以缺省的hold检查实在第6个周期。而我们希望的是在0时刻进行hold check。
所以要如下设置
但是这种写法很晦涩。我们可以通过set_min_dealy来设置hold check:
set_min_dealy –to C_reg[0]/D
下面进入多频率的多周期:
这个例子和上面例子差不多,只是频率不同。
例子:以下仅为例子,实际设计中不会存在
module m(clka, clkb, ain, bin ,cout, dout);
input clka,clkb;
input [3:0] ain,bin;
output [7:0] cout,dout;
reg [7:0] cout, dout;
reg [3:0] ain_reg ,bin_reg;
wire [7:0] mul;
assign mul = ain_reg * bin_reg;
always@(posedge clka)
begin
ain_reg <= ain;
cout <= mul;
end
always@(posedge clkb)
begin
bin_reg <= bin;
dout <= mul;
end
endmodule
dc脚本
set lib $env(DC_LIB)
set target_library "slow.db fast.db"
set link_library "* $target_library"
set search_path ". ../src ../scripts $lib"
analyze -format verilog m.v
elaborate m
compile
create_clock -period 10 [get_ports clka]
create_clock -period 30 [get_ports clkb]
set_multicycle_path 2 -to cout_reg
Path1:
Setup:
report_timing -from ain_reg_reg
因为设置了多周期路径为2倍,从report可以看出建立时间的检查类似下面:
Hold:
report_timing -from ain_reg_reg
因为使用了默认的hold检查,可以看出hold check不是希望的0,而是10,如下
看下特例:
(set_min_delay 0 -to cout_reg[3]/D)
report_timing -from ain_reg_reg
Path3:
setup:
因为set_multicycle_path 2 -to cout_reg
Hold:
report_timing -from bin_reg_reg
因为使用了,默认的hold chek,所以时序图:
特例:
(set_min_delay 0 -to cout_reg[3]/D)
report_timing -from bin_reg_reg
Hold check时序图:
原来以为路径path4和path1,path2,path3上的建立时间和保持时间检查的分析方法一项。所以上篇的timing
report仅仅分析了一下path1和path2。后来觉得有些疑问,然后分析了下path4(慢时钟采集快数据),发现dc一个很微妙的分析方法,后来在dc的文档中发现的。后来想了下,这种建立关系和保持关系的检查其实在dc的文档中还是说明了的。先看分析,再总结:
综合脚本:
set lib $env(DC_LIB)
set target_library "slow.db fast.db"
set link_library "*
$target_library"
set search_path ". ../src ../scripts
$lib"
analyze -format verilog m.v
elaborate m
compile
create_clock -period 5 [get_ports clka]
create_clock -period 30 [get_ports clkb]
set_multicycle_path 3 -to cout_reg
set_multicycle_path 4 -to dout_reg
set_min_delay 0 -to dout_reg[3]/D
set_min_delay 0 -to cout_reg[3]/D
compile
path4分析:
Setup:
report_timing -from ain_reg_reg
dout_reg[4]/D
可以看出来慢时钟采集快数据的多周期路径分析,不是像快时钟采集慢数据的多周期分析一样(下图):
希望的慢周期采集快数据的多周期分析
根据timing
report可以知道实际的分析是:
再看下保持时间的分析
report_timing -from ain_reg_reg
dout_reg[4]/D -delay min
快时钟采慢数据的缺省hold
chek如下,也是我们希望的:
而实际上,dc的分析师如下的:
所以对于慢时钟采集快数据的setup,hold check的分析,可以由上面的分析总结为:
对于setup分析:
对于每一个capture
active edge 找到最靠近它的launch
active edge,然后这个launch
active edge 到多周期的capture
active edge的路径就是setup
check的路径。
对于hold分析:
对于每一个capture
active edge 找到它的launch active edge的下一个launch
active edge,然后这个launch
active edge 到多周期的capture
active edge 的路径就是hold
check路径。
更简单的说,慢时钟采集快数据,是先分析慢时钟的单周期setup relation和hold relation,然后再扩展到多周期路径上。
其实就是将单周期的capture active edge,换成多周期后的capture active edge(多周期的相当于周期很大)
对于hold分析的理解,可以将综合脚本改成下面的,然后再分析下,就会很明白了。
set lib $env(DC_LIB)
set target_library "slow.db
fast.db"
set link_library "* $target_library"
set search_path ". ../src ../scripts
$lib"
analyze -format verilog m.v
elaborate m
compile
create_clock -period 5 [get_ports clka]
create_clock -period 31 [get_ports clkb]
set_multicycle_path 3 -to cout_reg
set_multicycle_path 4 -to dout_reg
set_min_delay 0 -to dout_reg[3]/D
set_min_delay 0 -to cout_reg[3]/D
compile
path4:
setup分析:
report_timing -from ain_reg_reg
dout_reg[4]/D
示意图如下:
Hold分析:
report_timing -from ain_reg_reg
dout_reg[4]/D -delay min
示意图:
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