講解串?dāng)_引入的噪聲（Noise）

CCSN Library

PT-SI在進(jìn)行噪聲分析前，首先需要確認(rèn)Library中具備噪聲模型。CCSN噪聲模型建模是基于CCB（Channel Connected Block）。數(shù)字邏輯單元可以認(rèn)為由一級或多級CCB組成，其中反相器，與非門，或非門只包含一級CCB；與門則包含兩級CCB；而寄存器則包含多級CCB。下面就簡單區(qū)分一下三種情況下噪聲建模的區(qū)別：

單級CCB邏輯單元

對于單級CCB邏輯單元，例如反相器，噪聲建?；跁r(shí)序狐(Arc Based)。噪聲的傳輸可以基于Timing Arc，模型轉(zhuǎn)換框圖如下：

反相器的噪聲模型在.lib中大致如下：

pin (Z) {
...
timing ()  {
related_pin: A;
...
ccsn_first_stage() { /*First stage CCB*/
...
}
}
...
}

兩級CCB邏輯單元

對于兩級CCB邏輯單元，例如與門，噪聲建模也是基于時(shí)序狐(Arc Based)。分為input stage (ccsn_first_stage)和output stage (ccsn_last_stage)，噪聲的傳輸亦可以基于Timing Arc，模型轉(zhuǎn)換框圖如下：

與門的噪聲模型在.lib中大致如下：

pin (Z) {
  ...
  timing ()  {
    related_pin: A;
    ...
    ccsn_first_stage() { /*Input to Internal Node*/
      ...
    }
    ccsn_last_stage() { /*Internal Node to Output*/
     ...   
   }
  }
 ...
}

多級CCB邏輯單元

對于多級CCB邏輯單元，例如寄存器，噪聲建模是基于Pin的 (Pin Based)，對于所有inputs都抽取ccsn_first_stage模型，對于outputs抽取ccsn_last_stage模型。如果這種邏輯單元中存在某些input-output的路徑只有兩級CCB，也可以通過Arc Based方式建模。模型轉(zhuǎn)換框圖如下：

寄存器的噪聲模型在.lib中大致如下：

pin (CDN) {
  ...  
}
pin (CP) {
  ...
  ccsn_first_stage() {
    ...
  }
}
pin (D) {
  ...
  ccsn_first_stage() {
   ...
 }  
}
pin (Q) {
  ...
  timing ()  {
    related_pin: CDN;
    ...
    ccsn_first_stage() { /*Input to Internal Node*/
      ...
    }
    ccsn_last_stage() { /*Internal Node to Output*/
     ...   
   }
  }
 ...
}

需要注意的，對于Arc Based和Pin Based兩種方式，.lib中噪聲相關(guān)的屬性存儲(chǔ)的對象是不同的，Arc Based噪聲屬性是存在對于的Arc中，而Pin Based噪聲屬性則是與Pin關(guān)聯(lián)的，具體的區(qū)別可以參看下面的命令：

#Arc Based Attributes
get_attribute [get_lib_timing_arc -of [get_lib_cell */INV1X]] has_ccs_noise_above_high


#Pin Based Attributes
get_attribute [get_lib_pins -of [get_lib_cell */INV1X]] has_ccs_noise_above_high

噪聲分析實(shí)戰(zhàn)

為了進(jìn)行Noise或者Glitch分析，需要對一個(gè)串?dāng)_造成的Bump建模，它有寬度和高度，還有面積等屬性概念（如下圖所示），在分析噪聲時(shí)可以分別針對height, area, area_percent進(jìn)行分析，命令如下：

#默認(rèn)值是height
report_noise -slack_type height
#area=1/2* height * width
report_noise -slack_type area
#area_percent = (constrainted height - actual height) / constrainted height
report_noise -slack_type area_percent

PT-SI在進(jìn)行update_noise計(jì)算時(shí)，首先會(huì)采用較為悲觀的方式快速計(jì)算一個(gè)類似于下圖中DC noise margin的閾值，如果計(jì)算出的Bump Height遠(yuǎn)低于該值，那么就可以斷定沒有noise不會(huì)傳播，沒有危害。如果計(jì)算出的Bump Height接近這個(gè)閾值，那么工具就會(huì)啟動(dòng)更精細(xì)的類似SPICE的門級仿真，取得更精確的結(jié)果。通過這種方式，即節(jié)省了時(shí)間，又保證了精度。

下圖中的曲線可以看做是Noise Immunity Curve（NIC），在曲線左下角的Glitch都是無害的，而右上角的Glitch都是必須修復(fù)掉的。PT-SI在進(jìn)行Noise門級仿真時(shí)會(huì)實(shí)時(shí)地計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)的NIC，通過PT的GUI界面也可以調(diào)出這類圖片。

最后，簡單聊一聊萬一出現(xiàn)的noise違例，我們怎么去修復(fù)呢？

這個(gè)需要結(jié)合受害(victim)和攻擊(aggressor) Net相關(guān)路徑的時(shí)序，周圍Net和Cell的密集程度等情況來具體分析，大致上有以下方法：

（1）增加受害Net的驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)能力

（2）減少受害Net的負(fù)載單元驅(qū)動(dòng)能力

（3）增加受害Net和攻擊Net的間距

（4）降低攻擊Net的驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)能力

（5）通過加Buffer將受害Net打斷 （工具一般是通過這種方式來修復(fù)）

（6）將受害或者攻擊Net的驅(qū)動(dòng)單元或者負(fù)載單元挪開一定距離，并重新ECO繞線