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棋子 · 3月5日

静态时序分中的 case analysis 传播分析

在使用静态时序分析工具的时候,通常会遇到 case analysis 的情形,但是由于时序分析工具的静态分析属性,工具会自动传播 case value,常规的时序分析命令不能很好的表达 case value 的形态,这里介绍一种比较简洁的方法来处理这类情形,闲言少叙,ICer GO!

image.png

case value 的配置和传播(propagation )

静态时序分析工具对于 SDC 里边的 case analysis 配置(set_case_analysis)会进行静态传播:

  • 组合逻辑:Z <= A * B (与门)
  • 如果 A==0,B 没有 case,则 Z=0,case 传播
  • 如果 A==1,B 没有 case,则 Z 不确定,case 不传播
  • 时序逻辑:Q <= CP_edge * D
  • 由于 Q 是一个 CP 的 edge 来传递 D,并非直接的静态传播,所以无论 CP/D 被配置成何种 case,都不会传播到 Q 上。

基于上述原理,工具在对 SDC 进行分析的时候,会先把 SDC 里的 case analysis 进行传播分析,而后会得到每一个被确定的 case value,用户可以使用使用下面两种方法获得设计中的 case value (这里以 S 家的工具为例)

  • report_case_analysis -all

    : 获得数据库中所有被施加(case analysis 或者静态传播)的 pin 和对应的 case value

  • get_attribute [get_pin $pin] case_value

    : 获得制定 pin ($pin)上的 case value

case value 对于 report_timing 的影响

但是,基于静态时序分析的原理,如果一个 pin 具了 case value 的属性(0/1/rise/fall etc.),那么它就不具备时序传播的属性了。简言之就是:case value 会把 timing arc 的传播结果所复写,这样会导致常规的时序分析命令没法去报告具备 case value 上的路径信息了(PS:这个也也符合常理,你都拥有静态的 case value 了,那么时序分析也就没有意义了)。如果用户尝试去报告这样一个节点,通常会遇到下面的No paths的情形:
在这里插入图片描述
这个是因为 EP 上的常值导致的:
在这里插入图片描述

分析 case value 传播(propagation )的正确方式

但是对于某些情形,用户对 pin 上的 case value 有了疑问,这个时候就需要去查验这个 pin 上的 case 的传播源头(propagation source),用户就需要跳脱传统的report_timing指令,而换为使用下面的方法进行追溯了(trace)
在这里插入图片描述

面对 case_analysis 的定义,由于芯片的规模越来越大,在不同模式下,工具需要通过当前模式下的 SDC 对整个设计的 case_analysis 进行演算,从而让可以确定的常数进行全芯片传播,这样才能达到静态分析芯片的目的。
对于需要当前数据库中的某一个点的 case value 来源的需求,通常常值传播是不能使用 report_timing 来报告路径的,

  • all_fanin -trace_arc enabled -to $input_pin

    :剔除 case analysis 影响下,返回所有 enabled fanin 信息的一个集合

  • report_transitive_fanin -to $input_pin -trace_arc enabled

    :剔除 case analysis 影响下,返回 enabled fanin 传播路径的细节
    如果是为了追溯 case value 的传播路径,这里推荐使用第二个命令,示例如下:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    对应的 transitive 类似下图:在这里插入图片描述

当然,PT 默认的报告只是打印了 case 的传播路径,但还不是很明显的看到 case 的传播影响,这里使用一个 proc 就可以生成下列的一个对用户更为友好的报告:
在这里插入图片描述

从上图可看到,这个 case 的源头是来自于:mode/O 的这个 case,具体到 transitive 连接如下图所示:

在这里插入图片描述

所以可以看到,PT 提供了这个命令可以很好的 trace case value 的传播,从而抵达实际驱动 ff 节点,对于用户分析 case value 提供了跟多的选项,当然,proc 的作用也是可以让每个节点的 case value 直接输出到 report 里边,这样就可以很好的去判断 case 的传播路径。
类似的,除过查看扇入 fanin,PT 也有提供扇出 fanout 的类似如下命令:

  • all_fanout -trace_arc enabled -from $output_pin

    :剔除 case analysis 影响下,返回所有 enabled fanout 信息的一个集合

  • report_transitive_fanout -from $output_pin -trace_arc enabled

    :剔除 case analysis 影响下,返回 enabled fanout 传播路径的细节

PS:具体 PT 的 proc 脚本会上传到星球,请各位按需取拿

敲黑板划重点

image-20240503184222477

在大型芯片里边的 case 传播会非常的复杂,很多时候不是很好分析,利用 PT 的命令结合自研 proc,可以很好的追溯出 case value 的传播路径,以前可能需要用 verdi 查看的问题,从现在开始,就可以使用静态工具进行高效分析了

参考资料

Synopsys Using the Synopsys® Design Constraints Format Application Note
Synopsys PrimeTime® Suite Tool Commands

END

作者:艾思后端设计
文章来源:艾思后端实现

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