芯片后仿及SDF反標(biāo)

后仿

相對(duì)于RTL仿真，門級(jí)仿真占用的計(jì)算資源雖然很多，但是在靜態(tài)時(shí)序檢查（STA）工具普遍應(yīng)用之前，帶時(shí)序的動(dòng)態(tài)門級(jí)仿真幾乎可以說是唯一的timing sign-off手段了。

那么在STA工具已經(jīng)成熟的現(xiàn)在，門級(jí)仿真還有存在的必要嗎？為什么有些公司的設(shè)計(jì)流程中還包括門級(jí)仿真這個(gè)必需的步驟呢？

可能存在以下幾個(gè)原因：

檢查時(shí)序約束（SDC）的完備性— 防止約束的遺漏

檢查異步電路的時(shí)序—STA工具無能為力，異步處理部分在SDC約束文件中做的是fath_path處理，所以這部分時(shí)序是否滿足，STA工具并不會(huì)檢查也不會(huì)報(bào)出violation；

檢查網(wǎng)表的完備性—防止綜合、布局布線過程中的意外

為后續(xù)流程如功耗（Power）分析、壓降（IR Drop）分析提供波形—更準(zhǔn)確

測(cè)試向量的仿真—只有門級(jí)網(wǎng)表才包含掃描鏈，DFT邏輯的插入是否導(dǎo)致功能出現(xiàn)問題；

門級(jí)仿真分為兩種:

一種是不帶時(shí)序反標(biāo)的門級(jí)仿真（零延時(shí)仿真，綜合的網(wǎng)表就可以做，因?yàn)樵诓季植季€之前，所以也叫前仿，這時(shí)由于hold沒有修，所以會(huì)出現(xiàn)不少時(shí)序違例的情況）；

一種是帶時(shí)序反標(biāo)（back-annotation）的門級(jí)仿真（布局布線之后的仿真，也叫后仿，這時(shí)的網(wǎng)表是后端做完布局布線，修補(bǔ)完timing的網(wǎng)表）；
進(jìn)行PR網(wǎng)表的后仿真時(shí)，我們需要告知仿真工具cell與cell之間的延遲，D端到Q端的延遲，這里就需要SDF文件！

前仿選項(xiàng)

+nospeicy
在仿真時(shí)忽略庫(kù)文件中指定的延時(shí)。

+delay_mode_zero
將標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)單元中定義的延時(shí)替換為0。testbench中的 #延時(shí)也都被消除。

+notimingcheck時(shí)序檢查開關(guān)，比如setup/hold/width檢查等等，如使用了該option，則仿真時(shí)不檢查時(shí)序，行為類似于RTL仿真。
在PR未結(jié)束，sdf反標(biāo)文件還沒準(zhǔn)備好時(shí)，可用該選項(xiàng)忽略延時(shí)，可用于功能性的粗略檢查。
但真正跑后仿真時(shí)，不可使用該選項(xiàng)，否則仿真有效性大大降低。

后仿選項(xiàng)

+sdfverbose
顯示所有的sdf反標(biāo)錯(cuò)誤；

+no_notifier
可以關(guān)掉時(shí)序檢查產(chǎn)生的不定態(tài)。通過這個(gè)命令參數(shù)可以使時(shí)序檢查任務(wù)中檢測(cè)到時(shí)序違例后，不影響其參數(shù)列表中的notifier的值，從而避免了notifier變化引起udp輸出不定態(tài)的情況，該命令僅對(duì)notifier的值有影響，對(duì)于時(shí)序檢查任務(wù)檢測(cè)到的時(shí)序違例不產(chǎn)生任何影響；

+neg_tchk若要使用負(fù)延時(shí)檢查，在編譯設(shè)計(jì)時(shí)必須包含+neg_tchk選項(xiàng)。如果省略此選項(xiàng)，VCS將所有負(fù)延遲更改為0。

-negdelay
用于SDF文件中有負(fù)延遲，如果省略此選項(xiàng)，VCS將所有負(fù)延遲更改為0。

sdf文件反標(biāo)

方法一

在makefile中調(diào)用,使用如下命令：

vcs+neg_tchk-negdelay-sdfmin|typ|maxfile.sdf

啟用SDF反標(biāo)。在file.sdf中指定的最小值、類型或最大值中的一種，在實(shí)例instance_name上進(jìn)行反標(biāo)。

方法二 $sdf_annotate

使用$sdf_annotate將SDF文件反標(biāo)到網(wǎng)表中：

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

sdf_file:指定指向SDF文件的路徑;

module_instance:調(diào)用$sdf_annotate模塊實(shí)例的范圍。

sdf_configfile:指定SDF配置文件。

sdf_logfile:指定SDF log文件，可以使用+sdfverbose顯示所有的sdf反標(biāo)錯(cuò)誤。

mtm_spec:指定哪一種延遲類型，通常有三種min：typ：max，它的可能值是"MINIMUM", "TYPICAL", "MAXIMUM", or "TOOL_CONTROL"（默認(rèn)值）。在仿真器讀入SDF的時(shí)候，要指定使用哪一組。避免出現(xiàn)指定的組的時(shí)序信息不存在的情況。

scale_factors:指定min：typ：max的縮放因子，默認(rèn)為三個(gè)正實(shí)數(shù)“1.0：1.0：1.0”。

scale_type:指定SDF文件中在縮放前使用的延遲值。它可能的值是“FROM_TYPICAL”、“FROM_MIMINUM”、“FROM_MAXIMUM”和“FROM_MTM”（默認(rèn)）;

在tb中加載sdf文件

`ifdefSDF
initial
begin
$sdf_annotate("../../rtl/post_sim/file.sdf",tb,,"sdf.log",);
end
`endif

確認(rèn)成功反標(biāo)

打印出Doing SDF annotation ...... Done

其他

初始化寄存器的值

在vcs編譯選項(xiàng)里添加+vcs+initreg +random隨機(jī)化賦初值，可用于對(duì)初始狀態(tài)是x的寄存器。

導(dǎo)出VCD文件

VCD是不壓縮的文本格式，兼容性好，缺點(diǎn)是文件太大。因此后仿先寫出高壓縮比的FSDB文件，再轉(zhuǎn)成VCD。可指定轉(zhuǎn)換起止時(shí)間、結(jié)束時(shí)間。這樣一次后仿，就可以為不同的應(yīng)用生成不同的VCD文件。

FSDB轉(zhuǎn)VCD的工具通常在Verdi的安裝目錄，用法：

fsdb2vcdxxx.fsdb-oxxx.vcd-bt100ns-et200ns

其中，-bt是begin time，-et是end time；

關(guān)閉某些寄存器的時(shí)序檢查notiming.list

后仿過程中可能有一些不必要或者不想檢查的時(shí)序，尤其是跨時(shí)鐘域的兩級(jí)同步的第一級(jí)DFF出現(xiàn)所謂的時(shí)序違例，這是一種假的時(shí)序違例所以通常不關(guān)心它們是否有時(shí)序違例。

instance{tb.U_TOP.reg}{noTiming};

VCS +optconfigfile+notiming.list
可以用上面方法加載這個(gè)文件，這樣在后仿過程中將不對(duì)這些寄存器做時(shí)序檢查，避免不必要的時(shí)序問題而引起X態(tài)傳遞。

Note：

1.后仿開始前，一定要把詳細(xì)的SDF反標(biāo)報(bào)告打印出來仔細(xì)檢查。需要把錯(cuò)誤全部解決掉，警告視情況要解決大部分。帶時(shí)序的后仿，一定要注意仿真器是否關(guān)閉了notimingcheck和nospecify的選項(xiàng)。如果有nospecify，那么SDF中的時(shí)序信息就反標(biāo)不到仿真模型中（仿真模型的時(shí)序類型定義在specify block中）；如果有notimingcheck，那么后仿過程中就不檢查時(shí)序違例，后仿就失去了最大的意義。

2.帶時(shí)序的后仿開始階段，建議dump一些波形出來，看看波形上的延時(shí)和SDF中的延時(shí)信息是否保持一致，這有助于對(duì)反標(biāo)過程的理解和后仿整體進(jìn)度的把握。