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文档简介
ADVANCEDASICCHIPSYNTHESIS提纲综合的定义ASICdesignflowSynopsysDesignCompiler的介绍SynopsystechnologylibraryLogicsynthesis的过程Synthesis和layout的接口——LTLPost_layoutoptimizationSDF文件的生成综合的定义逻辑综合:决定设计电路逻辑门的相互连接。逻辑综合的目的:决定电路门级结构、寻求时序和与面积的平衡、寻求功耗与时序的平衡、增强电路的测试性。逻辑综合的过程: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;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。ASICdesignflow
VerifiedRTLDesignConstraintsIPandLibraryModelsLogicSynthesisoptimization&scaninsertionStaticTimingAnalysisFormalverificationFloorplanplacement,CTInsertion&GlobalroutingTransferclocktreetoDCPostglobalrouteStaticTimingAnalysisDetailroutingPost-layoutOptimization(in-placeoptimization(IPO))StaticTimingAnalysisTapeoutTimeok?Timeok?nonoTimeok?noASICdesignflow设计举例,tap控制器,已完成代码编写及功能仿真:Tap_controller.vTap_bypass.vTap_instruction.vTap_state.v完成全部设计还需经过如下几个步骤:Pre_layoutSynthesisSTAusingPrimeTimeSDFgenerationVerificationFloorolanningandRoutingPost_layout反标来自layouttool的信息,STAusingPrimeTimePost-layoutOptimizationFixHold-TimeViolationASICdesignflowInitialSetup:建立设计环境,技术库文件及其它设计环境设置。
DC.synopsys_dc.setup文件
company=“ztecorporation”;designer=“name”;technology=“0.25micron”search_path=search_path+{“.”“/usr/golden/library/std_cells”\“/usr/golden/library/pads”}target_library={std_cells_lib.db}link_library={“*”,std_cells_lib.db,pad_lib.db}symbol_library={std_cells.sdb,pad_lib.sdb}ASICdesignflowSynthesis:利用约束完成设计的门及实现及扫描插入Constrainscripts/*Createrealclockifclockportisfound*/if(find(port,clk)=={"clk"}){clk_name=clkcreate_clock-periodclk_periodclk}/*Createvirtualclockifclockportisnotfound*/if(find(port,clk)=={}){clk_name=vclkcreate_clock-periodclk_period-namevclk}ASICdesignflowConstrainscripts(续)
/*ApplydefaultdrivestrengthsandtypicalloadsforI/Oports*/set_load1.5all_outputs()set_driving_cell-cellIVall_inputs()/*Ifrealclock,setinfinitedrivestrength*/if(find(port,clk)=={"clk"}){set_drive0clk}/*Applydefaulttimingconstraintsformodules*/set_input_delay1.2all_inputs()-clockclk_nameset_output_delay1.5all_outputs()-clockclk_nameset_clock_skew-minus_uncertainty0.45clk_name/*Setoperatingconditions*/set_operating_conditionsWCCOM/*TurnonAutoWireloadselectionLibrarymustsupportthisfeature*/auto_wire_load_selection=trueASICdesignflowCompileandscaninsert的scripts,采用bottom_up的编译方法set_fix_multiple_port_net–buffer_constants–allcompile–scancheck_testcreate_test_pattern–sample10preview_scaninsert_scancheck_test如果模块内的子模块具有dont_touch属性需添加如下命令,因要插入扫描remove_attributefind(-hierarchydesign,”*”)dont_touchWritenetlistremove_unconnected_portsfind(-hierarchycell,”*”)change_names–hierarchy–rulesBORGset_dont_touchcurrent_designwrite–herarchy–outputactive_design+”.db”write–formatverilog–hierarchy–outputactive_design+”.sv”ASICdesignflowPre_layout的STA:用DC的静态时序分析引擎做block的STA,用PrimeTime做full_chip的STA。Setup_time分析Hold_time分析其时序约束和提供给DC做逻辑综合的约束相同。静态时序分析同综合一样,是一个迭代的过程,和cell的位置及布线关系密切,通常都执行多次,直到满足需要。ASICdesignflowSDFgeneration,pre_layout的SDF文件,用于pre_layout
timing仿真,同时还需提供时序约束文件(SDF格式)给layouttool做布局布线。script文件如下:
active_design=tap_controller
readactive_designcurrent_designactive_designlinkCreate_clock–period33–waveform{016.5}tckSet_dont_touch_network{tcktrst}
set_clock_skew–delay2.0–minus_uncertainty3.0tckset_driving_cell–cellBUFF1X–pinZall_inputs()set_drive0{tcktrst}set_input_delay20.0–clocktck–maxall_inputs()set_output_delay10.0–clocktck–maxall_outputs()write_timing–formatsdf-v2.1\-outputactive_design+”.sdf”write_constraints–formatsdf–cover_design\-outputconstraints.sdfASICdesignflowVerification利用SDF文件进行动态时序仿真:利用功能仿真时。用verilog编写的test_bench文件形式验证:利用数学算法检查设计的逻辑的等效性,静态验证,需要的时间比动态仿真少,验证全面。在这里验证RTL描述与gate_level网表的逻辑等效性。FloorolanningandglobalRouting;Estimated寄生电容和RCdelay的抽取;利用抽取的参数静态时序分析,若时序不满足要求,生成customwire_load做incrementalsynthesis即post_layout的优化,采用reoptimize_design–in_place命令,其script文件需反标抽取的参数到设计;Detailrouting;real寄生电容和RCdelay的抽取;利用抽取的参数静态时序分析,修正hold_time如需要做post_layout的优化;生成post_layout的SDF文件,做gate_level仿真验证;ASICdesignflowECOEngineeringchangeorder,不属于正常的ASIC流程,一般只有在ASIC设计的后期,需要改变网表,可利用ECO,例如,在tape-out(sign-off)以后,遇见设计的硬件bug。采用ECO可仅对设计的一小部分重新布线不影响chip其他部分的位置及时序,通常,修改不能大于10%。最新版本的DC提供由ECOcompiler,可使设计者手工修改网表,节省时间。一些layout工具也具有ECO功能。DC介绍SynopsysDesignCompiler,是一个基于UNIX系统,通过命令行进行交互的综合工具,除了综合之外,它还含有一个静态时序分析引擎及FPGA和LTL(links-to-layout)的解决方案。我们就以下几个方面对DC做以介绍:script文件:由DC的命令构成,可使DC自动完成综合的整个过程。DC支持的对象、变量、属性DC支持的文件格式及类型DC在HDL代码中的编译开关,控制综合过程Translate_off/translate_on:指示DC终止或开始verilog源代码转换的位置。full_case:阻止case语句在不完全条件下生成latch。Script文件Script文件Script文件的构成DC综合环境设置(.synopsys_dc.setup);属性和约束信息;综合命令(read,compile);控制流命令;Conditional:Looping:if(expr){foreach(variable,list){[dc_shellcommands][dc_shellcommands]}else{}[dc_shellcommands]while(expr){}[dc_shellcommands]
Script文件的检查:DC提供syntaxandcontextcheckers来检查Script文件的错误DC支持款的对闷象、汽变量率、属灵性对象柿,DC将设展计对痕象分慕为8泪类,崖分别研如下像:De果si贫gn推:具有钥某种份或多螺种逻棉辑功嫂能的飞电路盖描述像;Ce区ll嗓:设计到的in工st沫an距ce膨;Re维fe循re轨nc蔽e:梢ce豪ll或in最st全an惩ce在库醉中定慕义的英名字颠;Po旅rt谱:d饭es老ig窗n的输嫂入、漂输出切;Pi联n:钟de般si晌gn中ce焦ll的输虏入、漫输出雨;Ne胡t:享po愿rt蜓s和pi钉ns之间铲或pi捷ns之间练的信烂号名举;Cl崖oc育k:被定庄义为拣时钟洽源的pi项n或po旅rt玩;Li屋br爱ar艺y:脊ce锈ll的集保合,沃如:ta助rg告et款_l例ib杏ra纲ry敲,l生in磁k_市li逗br闷ar崇y;DC支持籍的对袋象、叶变量慢、属融性例如盗:DC支持姑的对性象、容变量巨、属丘性对象治的查疲找命归令格名式fi屿nd绍<却ty助pe踢>拖<n痕am叛e橡li腊st高>走-h桑ie辣ra渠rc非hyty钉pe突:D搭C支持姓的所够有对今象;na爪me种l静is技t:设计羡对象肾或库董对象扫的清筹单;-h度ie疯ra汁rc稿hy条:用于居在设葬计的樱各层骂次寻皂找的京对象假;该命气令的命返回旁值为Li刮st摘,l洒is欢t:一种尸字符沿串类饱型,此例如劣:my枝li副st={腾el味1嫁el殃2殿el念3}例如凯:DC支持错的对里象、怪变量拥、属僻性变量债,一捡种标璃识符菌,DC用于凉存储胡信息文,可柱做为酸命令酬的操弯作参坦数。DC预定湿义的欺变量贱,可振用它凶获得柴综合脆过程伐中的流有关父信息庄,如dc纤_s罗he段ll眨_s载ta慈tu随s;DC预定锻义的陕变量喷总有任一个捆缺省钳值,图用户虫可定踩义另逼外的良值,浪如;dc墓_s旺he趁ll约>vh助dl选ou士t_u拥se昼_p究ac避ka遥ge朱={胁li晚br过ar苗y姑IE猴EE棕.s军td匀_l制og堡ic艘_1曾16傍4;验\li责br适ar絮y予ST信D_前LI碰B;谊}用户够定义森的变铃量,烤用于江自动删化综枣合的放过程跃。如课,可反定义湾一个糊变量采,存衔储某饺个时曲钟域危的fl鱼op的个归数。定义脱变量绕:dc造_s辨he乱ll圾>d碎es沫ig瓶ne附r=漆“my逝na塑me”;获得UN允IX的环叙境变剪量:dc散_s精he忙ll骑>d元es激ig眨ne佩r=登ge享t_un黄ix_v远ar府ia录bl农e(重“U属SE键R”归)显示蜜变量咸的值茄:dc断_s乳he能ll考>L议is挂t醉ta附rg辜et坏_l叶ib报ra环ryta或rg爷et炮_l希ib拔ra楚ry医=“cb廊ac勇or放e.d芒b”列出浇所有凯的变男量:dc伏_s摊he捞ll漏>L荒is骑t寺–录va纯ri罗ab些le回a楚ll移去例变量桃:dc妄_s抄he贪ll界>锣re秀mo适ve激_述va戒ri摊ab偏le删d穿es谨ig糖ne轨r,变量鲜没有戴移去并之前携,不絮得重气新定嫂义。注:您变量盼值不豪会被泼保存扇在设映计数票据库叫中。DC支持款的对权象、语变量血、属厘性属性照,DC用于跟存储肤具体护的设却计对酬象,随如:ne类ts败,c锋el狼ls处,c禽lo米ck脏s的信夕息,狼一般己来说艺,属铸性都诱是DC预定搅义,堵命令瓦如下:se促t_斧at通tr绣ib悉ut掀e糕<o直bj垃ec可t摊li柜st覆>派g啊et肆_a牛tt两ri孔bu更te漂<昨ob缸je绝ct怒l不is卸t><a衔tt颈ri币bu异te继n乓am斜e>专<胡at芒tr介ib据ut册e波na猪me敌><降at不tr怀ib殃ut叨e券va揪lu缺e>dc意_s挎he轧ll摄>g街et动_a运tt仪ri弱bu参te雄S完TD惩_L聚IB谎d透ef螺au但lt尿_m净ax笼_t恒ra稍ns讯it焰io束nDC的文访件格地式及富类型DC支持堡的文惩件格鬼式*.db文件意,DC的内芒部文坦件格多式Ve依ri龙lo物g文件VH龙DLED版IF归:e鸣le占ct路ro捐ni赶c请de没si吓gn短i返nt亭er愿ch柏an锅ge淘f颂or任ma输t,用于文不同悬工具尚间门控级网拌表的随移植DC的文殿件类咳型Sc石ri指pt猾f母il胃es蜓<锡fi巨le御na动me骑>.sc招rRT斩Lve炼ri余lo袖gfi显le澡<慰fi激le扩na贺me给>.短vRT么L雾VH收DL零f倾il跟e器<f酷il伪en抬am学e>立.vh枯dSy烟nt桶he窑si炕ze杠d菌VH爷DLne躲tl却is茅t<f化il板en胞am穗e>告.sv肺hdED杯IF分f演il永e察<f垒il壳en由am榨e>迁.ed奴fSy斧nt沈he笼si工ze煮dve绕ri闸lo基g沫ne振tl阻is禁t<f挡il辞en虫am抬e>柱.svSy蜂no至ps搏ysda章ta宝ba右se材f普il咳e侄<f阶il狡en解am束e>徐.d罢bre演po忍rt吸<虚fi珠le删na拆me勾>.蹦r羞ptLo氧g辞fi跟le于s延<f熊il狭en餐am沉e>郊.l卷ogSy作no捎ps生yste侄ch产no忙lo惧gy吐l愈ib奥ra出rySy米no键ps仅yste慰ch鬼no苦lo腿gy献l扫ib蕉ra龄ryte泥ch娃no突lo鹿gy庭l惭ib男ra易ry由半到导体四制造翅商提逝供,浙定义ce挨ll的相闪关信投息及管设计恐标准舒约束贺,分粮为两疤类:ta甲rg鸦et城l贝ib鞠ra侍ri益es灭:在门矿级优厨化及插映射疑时,壳提供落生成崭网表永的ce得ll;li汇nk维l辱ib辣ra德ri翻es姿:提供误设计秀网表暮中可斤引用街的ce嗽ll,DC不利逆用li铃nk如l岂ib御ra贸ri纲es的ce拒ll做综隶合;Sy垄no颤ps塔yste功ch螺no刚lo绵gy敬l怀ib楚ra攻ry结构喂组织朝可看涂作实示际上艘的技由术库唯标准洽,它圣是一站个文巩本文停件(多扩展粱名“凉.li麦b”俩),在使唐用之稳前,涂需被LC编译荷,产富生一借个“痕.db恒”文件汪,其懂构成便如下见:Li握br枕ar破y次Gr疑ou解p;Li吐br慌ar揪y喊le稻ve双l草at胖tr茶ib垒ut撇es策;En咳vi脑ro俗nm奥en金t薯de曾sc钩ri挠pt粱io敞n;Ce狮ll韵d登es球cr她ip香ti剃on幕;Sy盘no岩ps世yste豆ch倍no丹lo泪gy吩l孙ib万ra宏ryLi砖br芳ar布y赞Gr漂ou该p:定义相库名li捐br言ar逼y(遵ex馒25责)/落*姑Li乳br钻ar摊y乌Gr沉ou巩p{/战*s船ta照rt能o笛f琴li阀br厌ar跑y*明/…<a善tt艳ri蚁bu卖te恐s右de欢sc舍ri厨pt睛io撞n><e揪nv砍ir幅on娇me理nt喷d颠es尸cr织ip兄ti艰on惭><c厦el庄l碧de天sc剑ri戚pt挠io设n>…}/恢*e证nd肥o中f况li肃br兴ar烈y*看/一般也,一汁个库逃文件慕含有君一个Li里br劝ar荣y触Gr堵ou蜻p,库避文件袄和Li货br锡ar站y名相痒同。Sy侮no押ps搂yste谅ch父no细lo光gy寄l驳ib愤ra逮ryLi吸br苍ar乏y武le肾ve欢l鸟at蓝tr此ib屋ut涌es任:定义纠技术纠库的熟全局亦属性厘,如圆:技史术库暂的类拴型(CM辰OS橡/T顺TL喂)、日期萝、版懒本及史缺省详值,臂例如奶:li稠br柜ar访y烘(e矿x2伤5)句{te贪ch柱no脆lo约gy俭(cm历os);de巴la组y_驶mo锐de讲l铲:t瞎ab柴le窄_l驰oo肺ku相p;da断te柔:”fe臣b29掏,2且00归0”木;re名vi紫si衡on浴:”绵1.兼0”走;cu胡rr剩en秤t_士un毛it罩:”贝1A抱”;ti疤me摩_u矛ni睬t吐:”稻1n址s”浸;vo快lt悠ag捐e_侧un训it多:”羡1V密”;pu喊ll偶in励g_奖re太si辨st析an俩ce期_u塌ni时t效:”间1k宪oh齿m”亡;ca刷pa陷ci坐ti歉ve域_l史oa泡d_黎un栏it侦(1紧.0屯p权f)毁;de颂fa或ul扒t_in尿ou负t_p榜in欲_c弹ap倚:冰1.击5;de挡fa拒ul板t_派in敲pu盘t_修pi怜n_阴ca劈燕p样:1危.0躲;de饼fa届ul央t_里ou枣tp穿ut喝_p益in漏_c饰ap览:0小.0鼓;de延fa图ul骑t_震ma让x_fa盗no误ut:1堵0.嗽0;de泪fa滩ul舒t_僻ma镜x_脉tr弦an压si茶ti矮on稀:1龙0.补0;de忙fa定ul桐t_克op升er向at吉in笔g_真co岸nd消it享io蛋n飘:盼NO饲MI而NA偷L;in旋_p壳la阅ce墙_s滚wa巾p_落mo灶de鱼:m能at闯ch主_f巾oo璃tp夺ri增nt线;……塞}Sy良no痰ps介yste饥ch浊no英lo苹gy荣l径ib浙ra疫ryEn症vi蚊ro劳nm圾en甘t概de扁sc波ri欧pt警io蚁n:主要攀包括朝:缩放陆因子卵(sc趟al射in云g活fa歉ct昨or赖s)时序讲模型块(ti狼mi来ng湖r蛮an招g被mo及de创ls聪)操作晴条件恒(op量er功at坦io特n合co穗nd紫it权io形n)线性貌负载毕模型控(wi籍re千-l哄oa熔d尖mo抗de灭ls玻)缩放疤因子警(sc耀al铸in痰g束fa奇ct占or话s或K-增fa健ct花or挥s)坦:实际梢上是泊一个直乘数至因子膛,表此示随建着PV汪T的变凯化,坊对设思计延胀时的颜修正奸。例府如:K_扭pr庭oc迷es凶s_倡fa吨ll谣_t毒ra猜ns棋it侄io联n好:1若.0寄;K_垃pr涂oc踢es恳s_场ri环se菜_t苦ra哪ns茅it故io枣n眉:1窃.2除;K_迁te场mp姐_f孤al组l_勾tr洪an亏si后ti它on废:0竞.0饱3;K_它te毒mp嘉_r涝is置e_拨tr克an俘si之ti胜on驶:0种.0军4;K_畏vo轧lt磁_f虫al钞l_诸tr屿an垒si蔑ti磨on题:0勒.0裂2;K_踏vo山lt滔_r症is呼e_典tr警an四si见ti犬on哗:0准.5居;时序母模型蛾(ti芦mi佛ng蛾r崖an切g团mo欠de国ls留):根据山操作秤条件程的变嘉化,侵修正权信号长到达眼时间菠,如表:Ti时mi事ng截_r鸽an需ge鉴(B务ES抗T)杨{fa摇st茶er俗_f效ac鞋to扒r穿:0荡.5赠;sl范ow懂er灶_f亚ac蚕to竞r杆:1助.3超;}Sy菌no赶ps暮yste娇ch它no喝lo绿gy征l赌ib喜ra哄ry操作蓬条件赶(op江er总at绿io哄n颜co雀nd狱it出io图n)米:定义亮了PV弦T和RC树模批型。DC根据烂操作白条件棵缩放ce迫ll和ne去t的de系la担y;Sy携no第ps痛yste煌ch瓦no吴lo册gy增l亮ib颗ra那rytr清ee疮_t甘yp败e:定义嚷时序坛计算土时内仿部连倒结的尖电阻嫂、电记容值穿的分请配,齿有wo狭rs色t_烫ca英se危_t栽re躁e,弟b究al重an歪ce波_t说re起e,秒b妈es鼓t_敏ca吵se气_t类re妥e,三种上类型早可贡死选择框。我通们利垮用Dc来表闻示dr举iv众er渴p祸in和dr臭iv勤en职c江el飘l的in发pu啦t夕pi杯n的内宋连延硬时,是则它妄们的wi政re患_l汗oa佛d分别娘对因悲如下毁:Sy可no扣ps造yste喊ch毅no洁lo锅gy睡l徒ib然ra祝ry线性妖负载判模型绍(wi离re勒-l制oa傲d饱mo岭de散ls绣):估计pr串e_虚la淡yo叠ut电路神中ne芦t的电嫁容,闹电阻护及面围积。Sy户no投ps谋ys提供婶了几豆种不滔同的wi校re滑-l乞oa鸡d带mo海de细ls以对哲相应愁的设车计逻萄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