时序违例修复
目录
建立时间违例修复
1.Tclk角度
2.Tcomb角度
1）流水线
2）重定时
3）关键信号后移
4）操作数平衡
5）树型加法器
6）消除优先级
3.Tnet角度
逻辑复制
4.Tco角度
5.Tskew角度
保持时间违例修复
1.Tcomb角度
2.Tskew角度
3.Tco角度
实例分析
建立时间与工艺、温度、电压、时钟周期有关。
保持时间与时钟周期无关。
建立保持时间是芯片本身的特性，它们的存在是触发器内部的特性，在屏蔽毛刺方面起到了一定作用。
建立时间违例修复
Tsu≤Tclk+Tskew-Tco-Tcomb-Tnet
1.Tclk角度
增大Tclk：降低时钟频率。很多产品等级是根据频率来分的，品质好的芯片频率高，价格贵。
2.Tcomb角度
减小Tcomb：
- 组合逻辑设计角度：流水线；重定时；关键信号后移；操作数平衡；树型加法器；消除优先级
- 物理版图角度：更换速度更快的标准单元（HVT-High Voltage Threshold；SVT-Standard Voltage Threshold）；更换驱动能力更强的标准单元（X2，X4）；更换阻值更低的金属以减少标准单元电路的负载和金属线网的延迟
1）流水线
流水线（pipeline）：插入寄存器，将组合逻辑分解，使得分解后的延迟基本一致，降低Tcomb。相当于先插入寄存器，再重定时。面积换速度；提高最大时钟频率；保证吞吐量不变的情况下改善设计的时序性能。
PPA：性能 Performance、功耗 Power、面积 Area
流水线越深：追求性能，更高的主频
流水线越浅：追求功耗，小面积低功耗。
越深导致的问题：
1.以面积换速度，消耗更多的寄存器，面积开销大，功耗大。
2.流水线中的反压，流水线冲刷问题。分支预测失败，就会导致预取的指令全部作废，重新取指，造成功耗，造成性能损失。
处理器发展面临的挑战：频率墙、功耗墙、存储器墙、应用墙
2）重定时
寄存器平衡（重定时retiming）：在不改变电路功能的情况下，将大块组合逻辑分解成小块组合逻辑，分布到寄存器之间，通过改变寄存器的位置来优化关键路径，减少组合逻辑最大延迟，从而改进最高时钟频率。寄存器重定时与流水线的区别是，重定时不增加寄存器个数，通过改变寄存器的位置来优化关键路径。而流水线是增加了寄存器个数。
3）关键信号后移
关键信号后移：关键输入应该在逻辑的最后一级提供，其中关键输入为芯片、Slice、或者LUT提供的延时最大的输入，比如在if...else if...链中，将关键信号放在第一级。
4）操作数平衡
操作数平衡 （加法树、乘法树）：将串行逻辑并行优化处理，积之和变为和之积。例如Z=A* B *C * D ,利用括号进行操作树平衡Z=（A * B）*(C * D)。变成树状乘法器，树状加法器。
5）树型加法器
6）消除优先级
消除优先级：（又叫 代码结构平坦化技术）本身不需要优先级的地方，case代替if...else，使得顺序执行的语句变成并行执行。
3.Tnet角度
减小Tnet：提高工作电压；减小信号延迟；逻辑复制。
逻辑复制
逻辑复制：当信号扇出很大的时候，该信号到达各个目的逻辑节点的路径变得很长。通过对寄存器进行赋值来降低扇出。复制几个相同的寄存器来分担原来一个寄存器驱动模块的任务。逻辑复制的另一种方法，是在DC软件的约束文件中，设置max_fanout属性，一般将max_fanout设置为3，当实际设计中该信号的fanout超过了3，综合器就会就行自动优化。扇出过大会导致net delay线延迟过大，不利于时序收敛。
4.Tco角度
减小Tco：使用反应更快的D触发器
5.Tskew角度
增加Tskew：在时钟路径上插入buffer
保持时间违例修复
Th≤Tco+Tcomb-Tskew
保持时间与工艺、温度、电压有关。
1.Tcomb角度
增大Tcomb：插入buffer作缓冲器延时。
2.Tskew角度
减小skew： 做时钟树平衡，减小时钟延迟。
3.Tco角度
增大Tco：提高温度，降低电压。
实例分析
Tsu= Tcycle + Tskew-T1 要使Tsu最小，则Tskew最小，T1最大。
Tsu(min) = Tcycle + Tskew(min) - T1(max) = Tcycle(=15) + Tskew(min)(=2+5+2-2) - T1(max) (=11+2+9+2) = 15+2+5+2-2-11-2-9-2 = 22- 24 < Tsetup 因此发生了setup violation
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