今天主要介紹的時序概念是時序庫 lib ,全稱 liberty library format (以? lib結尾),
用于描述物理單元的時序和功耗信息的重要庫文件。lib庫是最基本的時序庫,通常文件很大,分為兩個部分,
第一部分定義了物理單元庫的基本屬性,它包括:
1)單元庫名稱,文件版本,產生日期及單元的PVT環境等。
3 ) 定義電路傳輸時間和信號轉換時間的電壓百分比。
我們來看一個基本的lib時序庫:
library(xxx18) { #庫名稱
delay_model : table_lookup; #采用查表延時模型計算延時
revision : 1.0; #庫的版本
date : "Sat Mar 2 15:37:50 2012"; #庫的創建時間
time_unit : "1ns"; #定義時間基本單位
voltage_unit : "1V"; #定義電壓基本單位
current_unit : "1uA"; #定義電流基本單位
pulling_resistance_unit : "1kohm"; #定義電阻基本單位
leakage_power_unit : "1pW"; #定義功耗基本單位
capacitive_load_unit (1.0,pf); #定義負載基本單位
nom_process : 1; #定義時序庫工藝
nom_temperature : -40; #定義時序庫溫度
nom_voltage : 0.72; #定義時序庫電壓
operating_conditions(fast) { #定義互連線模型
process : 1;
temperature : -40;
voltage : 0.72;
tree_type : balanced_tree
}
/* threshold definitions */
slew_lower_threshold_pct_fall : 10.0; #定義信號轉換模型
slew_upper_threshold_pct_fall : 90.0;
slew_lower_threshold_pct_rise : 10.0;
slew_upper_threshold_pct_rise : 90.0;
input_threshold_pct_fall : 50.0; #定義延遲模型
input_threshold_pct_rise : 50.0;
output_threshold_pct_fall : 50.0;
output_threshold_pct_rise : 50.0;
第二部分是每個單元的具體信息,包括單元的延遲時間,泄漏功耗,內部功耗等。它們以lookup table的形式來表示,這里一個非常重要的概念就是lookup table,它是一種三維數據查找表,整個lib文件都是通過該種查找方式來得到所需要的信息。例如延遲時間作為輸出信號負載(output load)和輸入信號轉換時間(input transition)的函數列表。
我們來看一個look up table的查找方式:
lu_table_template(delay_template_2x2){
variable_1:total_output_net_capacitance;
variable_2:input_net_transition;
index 1("1000.0,1001.0");
index _2( " 1000.0, 1001.0" ) ;
}
rise_transition (delay_template_2x2) {
index_l( "0.01,0.4532" ) ;
index_2( "0.01,1.2" );
values ("0 .131455 , 0.131036 " , \\
"4.19211,4.13413") ;
}
上訴語句定義了一個名字叫為delay_template_2x2的lookup table,可以理解為一個模板,有兩個變量variable_1和variable_2組成。variable_1代表total_output_net_capacitance,variable_2代表input_net_transition。每個變量是兩個斷點組成。lookup table的名字是任意的,而變量可以是一個,兩個或三個,每個斷點的數量一般沒有限制。
lookup table的第二部分則描述了具體哪個功能調用了上述模板,rise_transition描述的是單元輸出信號的上升時間。它調用的就是由lu_table_template 定義的名為delay_template_2x2的模板。rise_transiton 中 index_1和 index_2是與上升時間相關的兩個變量,如果想知道它們分別代表哪個一個變量就需要到delay_template_2x2的模板中查找,這里我們知道index_1代表輸出pin的連線負載電容,index_2代表輸入信號transition。
values與index可以表達為value=f(index_1,index_2)。當輸出端線負載為0. 01,輸入斜率為0. 01時,輸出上升時間為0.131455。當輸出線負載為0.01,輸人斜率為1 .2時,輸出上升時間為0.13036。同理,當輸出端線負載為0.4532,輸入斜率分別為0.01和1.2 時,對應另外兩個上升時間。如下圖所示:
接著在cell描述部分,我們會看到以下內容:
cell (BUFX1) {
cell_footprint : buf; #定義引腳名稱,進行優化時具有相同引腳名稱的單元才可以交換
area : 13.305600; #定義單元面積大小
pin(A) {
direction : input; #定義端口A為輸入端口
capacitance : 0.002357; #定義端口A的電容
}
pin(Y) {
direction : output; #定義端口Y為輸出端口
capacitance : 0.0; #定義端口Y的電容
function : "A"; #定義端口Y是同A的操作
internal_power() { #定義單元內部功耗
related_pin : "A"; #定義相關輸入信號
rise_power(energy_template_5x5) { #定義端口Y上升所消耗的功耗
index_1 ("0.025, 0.08, 0.3, 0.7, 1.2");
index_2 ("0.00035, 0.021, 0.0385, 0.084, 0.147");
values ( \\
"0.013041, 0.010646, 0.010132, 0.008511, 0.006121", \\
"0.015728, 0.012869, 0.012227, 0.010567, 0.008178", \\
"0.023086, 0.020760, 0.019879, 0.017596, 0.014946", \\
文件太長,只截取部分,rise_power的 index_1和index_2的內容可以在文件前面的lookup table模板中查找得到,該cell的剩余其他時序和功耗參數也是類似描述,不一一解釋了。
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