上次介紹了sdc的基本概念,那接下來幾期,我們來講解一些比較常用的sdc命令。雖然sdc大大小小有上百條命令,但實際常用的其實就那么10幾條。今天我們來介紹下與時鐘相關的命令。主要有以下命令:
create_clock
create_generated_clock
set_clock_uncertainty
set_clock_groups
任何sdc首先定義的都是時鐘,對于一個同步電路而言,緩存器和緩存器之間的路徑延遲時間必須小于一個Clock 周期(Period),也就是說,當我們確認了Clock 規格,所有緩存器間的路徑的Timing Constraint 就會自動給定了。Clock規格主要包含Waveform、Uncertainty和Clock group的定義。我們把它們稱為時鐘的三要素,當然創建任何時鐘都要檢查一下這三者有沒有正確定義。
create_clock
主要定義一個Clock的source源端、周期、占空比(時鐘高電平與周期的比例)及信號上升沿及下降沿的時間點。
來看一個最簡單的例子:
這個時鐘描述成sdc語句就是:
create_clock -name SYSCLK -period 20 \
-waveform {0 5} [get_ports2 SCLK]
waveform后面跟上升沿和下降沿的時間
-waveform {time_rise time_falltime_rise time_fall ...}
如果沒指定-period,默認的waveform為{0, period/2}
create_generated_clock
generated clocks是另外一個重要的時鐘概念
generated clocks 是從master clock中取得的時鐘定義。master clock就是指create_clock命令指定的時鐘產生點,如圖所示:
我們可以用如下命令來描述generated clocks:
#定義master clock
create_clock -name CLKP -period 10 \
-waveform {0 5} [get_pins UPLL0/CLKOUT]
#在Q點定義generated clock
create_generated_clock -name CLKPDIV2 \
-source UPLL0/CLKOUT \
-master_clockCLKP -divide_by 2 [get_pins UFF0/Q]
一般我們把時鐘的源頭會定義成create_clock,而分頻時鐘則會定義為create_generated_clock. 兩者的主要區別在于CTS步驟,generated clock并不會產生新的clock domain, 而且定義generated clock后,clock path的起點始終位于master clock, 這樣source latency并不會重新的計算。這是定義generated clock的優點所在。
Virtual clock
這邊還有一個經常用的概念就是Virtual Clock,虛擬時鐘。
前面介紹的create_clock,create_generated_clock都是real clock。而virtual clock則不掛在任何port或者pin上,只是虛擬創建出來的時鐘。如下所示:
#定義虛擬時鐘
create_clock -name VCLK -period 10 -waveform {0 5}
我們通常會把input/output delay掛在virtual clock上,因為input/output delay約束本來就是指片外的時鐘,所以掛在虛擬時鐘上較為合理。當然如果要省事情,直接掛在real clock上也是可以的。
set_clock_uncertainty
主要定義了Clock信號到時序器件的Clock端可能早到或晚到的時間。主要是用來降低jitter對有效時鐘周期的影響。值得注意的是,在setup check中,clock uncertainty是代表著降低了時鐘的有效周期;而在hold check中,clock uncertainty是代表著hold check所需要滿足的額外margin。
來看下面一條reg2reg path. 對照著如下時鐘波形圖??梢詫懗鱿旅娴募s束。
set_clock_uncertainty-from VIRTUAL_SYS_CLK \
-to SYS_CLK -hold 0.05set_clock_uncertainty -from VIRTUAL_SYS_CLK \
-to SYS_CLK -setup 0.3set_clock_uncertainty -from SYS_CLK \
-to CFG_CLK -hold 0.05set_clock_uncertainty -from SYS_CLK \
-to CFG_CLK -setup 0.1
set_clock_groups
定義完時鐘后,我們也需要通過設置clock group來確認各個時鐘之間的關系。這是很重要的一步,因為通常我們還需要做cross domain check,如果clock group設錯了,會導致整個STA檢查錯誤。一般有三個選項:asynchronous,physically_exclusive和logically_exclusive。
asynchronous代表兩個異步的clock group
physically_exclusive代表兩個clock group在物理意義上相互排斥,比如在一個source pin上定義了兩個時鐘。
logically_exclusive代表兩個clock group在邏輯上相互排斥,比如兩個clock經過MUX選擇器。一個簡單的例子:
set_clock_groups -physically_exclusive \
-group {CLK1 CLK2}-group {CLK3 CLK4}
clock group的定義異常謹慎,需要和前端再三確認。
時鐘的定義就到此為止了,只是一些基礎的概念,具體命令還有很多延伸擴展的內容,大家要去翻doc,深入研究下!
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SDC
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原文標題:時序分析基本概念介紹——時鐘sdc
文章出處:【微信號:IC_Physical_Design,微信公眾號:數字后端IC芯片設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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