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set_false_path与set_clock_groups怎么使用

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本文从数字IC设计后端说明为什么异步电路的话,一定要用set_clock_groups,同步电路的话,再用命令set_false_path. 两者对于crossstalk的计算方法不同。


1.为什么异步时钟不要设false path

对于初学者,常常认为异步电路应该设false path。甚至很多老手也是这么认为的。
其实针对于异步电路,是有专门的sdc的命令来完成这项任务的。

set_clock_groups -asynchronous
从作用上来看,似乎和false path的效果是一样的。那么为什么还有这么个命令呢。

设想一下,有两个clock, clka和clkb,属于异步关系,应该怎么设置呢?

用clock group的方法:

set_clock_groups -asynchronous -group clka -group clkb 【命令1】

用false path的方法:

set_false_path -from [get_clock clka] -to [get_clock clkb]   【命令2】set_false_path -from [get_clock clkb] -to [get_clock clka]

比较下来,似乎clock group的方法更为直观一些, 但是差别也不大。
那么设计这个异步命令的真正原因是什么?它和false path的作用的根本区别是什么?

在set_false_path的manual里面,有这么一句话解释了两者的真正区别

set_false_path与set_clock_groups怎么使用

总结下来就是,异步电路的话,一定要用set_clock_groups,同步电路的话,再用命令set_false_path. 两者对于crossstalk的计算方法不同。

笔者就曾经在项目中遇到过这个问题,本来应该设异步的情况下,设置了false path。由于是在timing clean之后发现的这个问题,那么修改之后就很容易比较两者之间的差别。
结果就是改为set_clock_groups的设置之后,timing变差了很多,有些path甚至有几百ps之多。

如果感兴趣的话,可以用自己的design做个实验,可能有惊喜。

2.那么manual里说的的crosstalk分析究竟有什么差别呢?

基本概念:

set_false_path与set_clock_groups怎么使用
如图,在crosstalk分析中,当信号A和信号B跳变发生于同一时刻,那么信号B会因为信号A的影响,产生一个delta delay。而如果信号A的跳变过早或者过晚,那么对于信号B的delay就没有影响。

那么两条net哪个时aggressor,哪个时victim呢?这取决于我们在分析哪个net。由于我们分析的是信号A对信号B的影响,所以这里的信号A就是aggressor,信号B就是victim。反之亦然。通常实际设计中的对于一个victim,aggressor不止一条,同样,对于一个aggressor,也会有多个victim。

当进行on-chip-variation mode 分析的时候。每一个aggressor和victim的跳变,都会有个最早到达时间和最晚到达时间。这个最早和最晚到达时间中间的window,就称为timing window。只有当aggressor和victim的timing window有重叠时,delta delay才会产生,也就是说,aggressor才会对victim产生影响。

如果设set_false_path,工具会继续按照同步关系计算timing window。

而我们知道,对于aggressor和victim属于两个具有异步关系的clock的情况,aggressor的跳变可能发生于victim整个时钟周期的任何时刻。而不只是在按照同步clock计算出来的timing windlow中。

而按照同步关系来计算的话,aggressor对victim的timing window之外的跳变的影响,工具就忽略了。这可能会导致严重的后果,轻则性能下降(setup),重则芯片fail(hold)。

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