什么是數(shù)字后仿？淺談芯片數(shù)字后仿的那些事

一、什么是數(shù)字后仿？

這是相對于數(shù)字前仿來說的。從概念上來說，數(shù)字驗證包含兩方面的內(nèi)容，數(shù)字前仿和數(shù)字后仿。前者中timing被默認為理想情況，主要用來驗證數(shù)字電路的功能，后者主要用來驗證timing相關(guān)。數(shù)字后仿做為數(shù)字電路設(shè)計中重要的一環(huán)，用來檢查時序是否滿足，有沒有時序違例的情況發(fā)生。數(shù)字后仿需要的文件有門級網(wǎng)表和sdf文件。工程師需要將sdf文件進行反標(biāo)，從而使得仿真工具改變數(shù)字電路的默認timing。

二、什么是門級網(wǎng)表？

數(shù)字前端設(shè)計的RTL代碼 中的寄存器和組合邏輯，其物理實現(xiàn)還是對應(yīng)到具體門電路。由于基本的寄存器或組合邏輯，對應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)已經(jīng)很穩(wěn)定，電學(xué)特性也很明確，故而在綜合級別較高的 EDA 工具中，一般不需要再親自去描述它們的實現(xiàn)方法，而是調(diào)用現(xiàn)成的庫信息。EDA 工具會根據(jù) RTL 描述自動編譯出門級的電路描述，這就是門級網(wǎng)表。門級網(wǎng)表分為pr前網(wǎng)表和pr后網(wǎng)表。

PR前網(wǎng)表：又稱為綜合（一般為Design Compiler）后網(wǎng)表，采用的是工藝庫中default的timing，且只有cell的timing信息。此時由于內(nèi)部的setup和hold沒有修好，會出現(xiàn)不少violation的情形。

PR后網(wǎng)表：相比于pr前網(wǎng)表，pr后網(wǎng)表加上了buf，decap，filler和antenna等器件，timing信息也與pr前網(wǎng)表一致。

三、什么是sdf文件？

SDF文件（standard delay format），直譯過來就是標(biāo)準(zhǔn)延時格式。它描述設(shè)計中的timing信息，指明了模塊管腳與管腳之間的delay，時鐘到數(shù)據(jù)的delay，內(nèi)部連接delay等。后端布局布線之后由“QRC”出spef，通過PT生成sdf，所以sdf中timing信息都是布局布線之后客觀存在的timing?？偠灾?，SDF文件是把布局布線過程中的器件延時和線延時信息記錄下來，從而在進行路徑時序分析時可以將整條路徑的時序計算出來，再根據(jù)時序約束條件判斷是否滿足時序要求。

設(shè)計過程中如果時序不滿足時需要多次迭代的。每次布局布線后都會通過QRC抽取連線寄生參數(shù)，配合timing library得到當(dāng)前的SDF時序反標(biāo)信息，從而幫助設(shè)計人員對時序違背的路徑進行修改。一般來講，在時序收斂前用SDF分析幫助修改設(shè)計，時序滿足后，利用SDF進行動態(tài)仿真double check下時序滿足情況。

四、如何反標(biāo)sdf文件？

較為常見的方法是在bench中調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)$sdf_annotate來完成。還有其他的方法，比如作為elaboration的選項指定等。$sdf_annotate的標(biāo)準(zhǔn)格式如下：

$sdf_annotate(“sdf_file”[,module_instance][,“sdf_configfile”][,“sdf_logfile”][,“mtm_spec”][,“scale_factors”][,“scale_type”]);

其中：

“sdf_file”：指定SDF文件的路徑。

“module_instance”：指定反標(biāo)設(shè)計的范圍（scope）

“sdf_configfile”：指定SDF配置文件

“sdf_logfile”：指定VCS保存error 和warnings消息的SDF日志文件。也可以使用+sdfverbose runtime option來打印所有反標(biāo)消息

“mtm_spec”：指定延遲類型"MINIMUM（min）", "TYPICAL（typ）“或者"MAXIMUM（max）”。

“scale_factors”：分別指定minmax的縮放因子，默認是"1.01.0"

“scale_type”：指定縮放之前延遲值的來源。

如下圖舉例：

在反標(biāo)SDF后，specify塊中定義的延遲不再有用，取代的將是SDF文件中的延遲。So，如何在芯片數(shù)字后仿中反標(biāo)sdf，你了解了嗎？

審核編輯：劉清