Clock gating 应该算得上IC界十大高频词汇，也是Icer 入行之初最早接触的重要概念之一，但是它并不简单。在数字电路整个设计流程中，它都要被特殊对待，如Coding 时需要考虑什么样的代码风格会使gating 的效率更高；综合时需要特别设置要插入的gating 类型，每个gating 的fanout 范围，是否可以跨层次，是否需要做physical aware 的gating；DFT 时需要确定clock gating 的TE pin 如何连接以保证在DFT 模式clock 可控；P&R 时需要考虑gating 的位置是否合理，是否由于物理上相互拉扯做gating 复制，是否需要人工约束某些关键gating 的位置，CTS 是否需要对gating 做特殊处理；形式验证时需要对gating 做特殊建模；STA时需要明白工具在什么情况下会映射出clock gating 的check, 哪些是真实的clock gating 哪些又是假的clock gating。
目前，网上不乏对clock gating 的描述跟讨论，但驴仍觉得有必要以自己的理解写几篇短文对其做一陈诉。从ICG cell 在library 中的定义说起。
到目前为止，Clock Gating 仍是减小动态功耗最有效的办法；在数字电路中clock 是翻转最频繁的信号，而且每个clock 的fanout 巨大，但是并不是每个寄存器在每个周期都需要更新状态，实际情况是大部分寄存器在大部分时候都只要保留当前状态即可，在寄存器不需要更新状态时的时钟翻转就是八十岁婆婆拜堂，白费一对蜡。于是聪明的Icer 发明了Gating 这一技能，在不需要时钟翻转的时候就把时钟关掉，据统计这一技术可以减少20%的动态功耗。Clock gating 并不是一日长成今日这般模样，经过各种摸索尝试之后，时至今日使用最广泛的clock gating cell 就是glitch free 的Integrated clock-gating cell (ICG). 目前主流工艺Foundry 提供的库中都有ICG cell.
以上是一个典型的ICG cell 在库中的定义，相较于其他cell 关键的attribute 有两部分：
- clock\_gating\_intergrated\_cell
- clock gating pin attributes
Clock gating pin attributes 通常有以下几种，在library 中各个pin 定义时予以指定。
clock\_gating\_intergrated\_cell 是library 中cell 的属性，它可以取两个值：
clock\_gating\_integrated\_cell \_: {string | generic} \_
String：
是一个由2\~4个关键词组成的值，如：latch\_negedge\_precontrol\_obs，String 所有可能取值参见文末的表格。
- string 的第一个关键词表示sequential cell 的类型，有效值是：latch, flip-flop, none;
- string 的第二个关键词表示要控制的寄存器是上沿触发还是下沿触发，有效值是：posedge, negedge.
- string 的第三个关键词可选，表示测试控制信号是在sequential cell 之前、之后还是没有；对于latch 或flip-flop 有效值是：precontrol, postcontrol, no. 如果ICG cell中没有sequential cell 有效值是：control, no.
- string 的第四个关键词可选，只有设置了第三个关键词才需要设置这个关键词，表示是否要观测内部逻辑，有效值是：obs, no.
如果clock\_gating\_intergrated\_cell 取值是string，那么该ICG cell 在library 中必须有state table 跟 state function 的定义。
——题外话，之前没有深入研究过ICG cell 在库中的定义，前段时间还在驴群里问过，为什么ICG cell 的function 是"state\_function : "CLK*QD";" 为什么用一个internal pin QD 来定义？这个QD 就是ICG 内部sequential cell 的输出，它的值由输入CLK, TE, E 决定，在library 中由state table 定义。
Generic：
如果clock\_gating\_intergrated\_cell 取值是generic，那么在library 中该ICG cell 的function 既可由state table 定义，也可由latch group 定义。各类型latch group 的意思请参考文末表格。
- 如果function 由latch group 定义的，该ICG cell 内部只能由latch 来实现。
- 如果function 由state table 来定义，该ICG cell 内部既能由latch 来实现也能由flip-flop 来实现。
有些库中会使用"AND", "OR" 等组合逻辑做clock gating cell，在库中用attribute:
is\_clock\_gating\_cell 来标示。同时cell 的每个pin 的attribute 也必须要予以明确定义。
附表一：String 所能取的值
附表二：latch group 所有形式及意义
作者：陌上风骑驴
来源：https://mp.weixin.qq.com/s/n8w9BB7V20z4mP75RTGS-Q
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