时钟描述和综合实例

1. 时钟问题

在任何设计中,综合的最关键部分是时钟的描述,总是有关于布图前后定义的问题。

过去传统上在时钟源旁放置大的缓冲器以驱动整个时钟网络。在版图中使用粗时钟主干以获得时钟网络延时的均匀分布和最小化始终扭曲。但目前互联线RC延时为总延时的主要组成部分。这主要是由金属线宽缩小导致电阻增加造成的。随着能够综合时钟树的复杂布图工具的出现,由于其具有单元布局信息,适合综合时钟树,因此有必要在DC中描述时钟树,这样可效仿最终布图的始终延迟和扭曲。

1.1 布图前

由于上述原因,最好在布图前阶段估计时钟树延时和扭曲。可用如下命令实现:

dc_shell > create_clock -period 40 -waveform {0 20} CLK

dc_shell > set_clock_latency 2.5 CLK

dc_shell > set_clock_uncertainty -setup 0.5 -hold 0.5 CLK

dc_shell > set_clock_transition 0.1 CLK

dc_shell > set_dont_touch_network CLK

dc_shell > set_drive 0 CLK

上例中,指定2.5ns的延迟作为时钟信号CLK的总延迟。此外,set_clock_uncertainty命令近似时钟扭曲。

1.2 布图后

由于用户不需要担心时钟延迟和扭曲,定义布图后时钟相对比较容易,它们是所布的时钟树的品质所决定的。

一些布图工具为DC提供了直接的接口。这为包含时钟树的布线后网表返回DC提供了一个平滑的机制。若这个信息不存在,用户应从布图工具中提取时钟延迟和扭曲信息。

然而,如果将网表导入DC,那么以下命令可用于定义时钟:

dc_shell > create_clock -period 40 -waveform {0 20} CLK

dc_shell > set_propagated_clock CLK

dc_shell > set_clock_uncertainty -setup 0.5 -hold 0.5 CLK

dc_shell > set_dont_touch_network CLK

dc_shell > set_drive 0 CLK

上述例子一般在做好时钟树后使用,使用指定的后端工具(如ICC)进行时钟树综合。由于在网表中插入了时钟树,因此用户传播时钟而不是将其固定为某个值,所以没有set_clock_latency命令,而包含set_propagated_clock命令。由于需要基于时钟树计算时钟网络的输入转换值,set_clock_transition命令也不需要。

1.3 生成的时钟

许多复杂的设计包含内部生成的时钟,其中一个例子就是时钟触发器逻辑,它用于从主时钟源生成不同频率的次级时钟。

对于下图所示的逻辑,模块clk_div中的时钟除法器电路二分频主时钟CLK并生成驱动模块A的分频时钟。主时钟也用于定时模块B并在驱动模块B之前被内容(在模块clk_div中)缓冲。

对于驱动模块B的时钟,通过create_clock命令在顶层CLK输入的时钟对象的赋值是足够的,这是因为clkB连线继承了在主源指定的时钟对象(通过缓冲器)。然而,clkA则不是如此,DC无法通过整个连线传播时钟对象,因为在主源CLK上的时钟对象规范在寄存器停止。为避免这种情况,应在clk_div模块的输出端口为clkA指定时钟对象。可用如下命令为上例指定时钟:

dc_shell > create_clock -period 40 -waveform {0 20} CLK

dc_shell > create_clock -period 40 -waveform {0 20} find(port, "clk_div/clkA")

或者,也可使用created_generated_clock命令来描述时钟,如下所示:

dc_shell > create_generated_clock -name clkA -source CLK -divide_by 2

2. 综合实例

以不动点迭代算法实现的sqrt运算为例。假设输入数据x是32位有符号整数,令其数据表示范围为-1~+1,则0x80000000表示-1,0x7fffffff表示+1,sqrt.v实现了输入值在0~1之间的根号运算。

verilog代码和综合脚本及必要的db文件可以在下面的链接里找到:

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4OTIwNzE4Mg==&mid=2247483769&idx=2&sn=673515693fe18785bcae3ea9cc92a608&chksm=cfee2198f899a88e304232a10eff4c4668ab434b9cc1c2780914cb117cc95b92783dc7a34286&token=1785438845&lang=zh_CN#rd​mp.weixin.qq.com

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,884评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,347评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,435评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,509评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,611评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,837评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,987评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,730评论 0 267
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,194评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,525评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,664评论 1 340
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,334评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,944评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,764评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,997评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,389评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,554评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容

  • 1. 设计约束 上一节描述了设计环境的约束: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=M...
    我喜欢唱跳rap打篮球阅读 1,576评论 0 1
  • 以下三个是最经常被问到的,基本上属于介绍性的题目,无所谓正确答案,在我看来,这些不算真正的问题。 Discuss ...
    蜀湘情缘阅读 6,130评论 0 8
  • 如果是含有门控时钟的网络也可以使用generated_clock来定义时钟,如图一所示带有门控的时钟网络,主时钟为...
    罐头说阅读 4,946评论 0 1
  • 官网 中文版本 好的网站 Content-type: text/htmlBASH Section: User ...
    不排版阅读 4,370评论 0 5
  • 来源:FPGA 时钟设计 1 —— 时钟资源总结 关于一款芯片,最权威、最新的资料当然是厂家的官方文件。很多大牛都...
    暗夜望月阅读 3,494评论 0 2