数字后端流程(初学必看)

基本后端流程（漂流&雪拧）----- 2010/7/3---2010/7/8本教程将通过一个8*8的乘法器来进行一个从verilog代码到版图的整个流程（当然只是基本流程，因为真正一个大型的设计不是那么简单就完成的），此教程的目的就是为了让大家尽快了解数字IC设计的大概流程，为以后学习建立一个基础。

此教程只是本人探索实验的结果，并不代表内容都是正确的，只是为了说明大概的流程，里面一定还有很多未完善并且有错误的地方，我在今后的学习当中会对其逐一完善和修正。

此后端流程大致包括一下内容：1.逻辑综合（逻辑综合是干吗的就不用解释了把？）2.设计的形式验证（工具formality）形式验证就是功能验证，主要验证流程中的各个阶段的代码功能是否一致，包括综合前RTL 代码和综合后网表的验证，因为如今IC设计的规模越来越大，如果对门级网表进行动态仿真的话，会花费较长的时间（规模大的话甚至要数星期），这对于一个对时间要求严格（设计周期短）的asic设计来说是不可容忍的，而形式验证只用几小时即可完成一个大型的验证。

另外，因为版图后做了时钟树综合，时钟树的插入意味着进入布图工具的原来的网表已经被修改了，所以有必要验证与原来的网表是逻辑等价的。

3.静态时序分析（STA），某种程度上来说，STA是ASIC设计中最重要的步骤，使用primetime对整个设计布图前的静态时序分析，没有时序违规，则进入下一步，否则重新进行综合。

（PR后也需作signoff的时序分析）4.使用cadence公司的SOCencounter对综合后的网表进行自动布局布线（APR）5.自动布局以后得到具体的延时信息（sdf文件，由寄生RC和互联RC所组成）反标注到网表，再做静态时序分析，与综合类似，静态时序分析是一个迭代的过程，它与芯片布局布线的联系非常紧密，这个操作通常是需要执行许多次才能满足时序需求，如果没违规，则进入下一步。

6.APR后的门级功能仿真（如果需要）7.进行DRC和LVS，如果通过，则进入下一步。

8.用abstract对此8*8乘法器进行抽取，产生一个lef文件，相当于一个hard macro。

9.将此macro作为一个模块在另外一个top设计中进行调用。

10.设计一个新的ASIC,第二次设计，我们需要添加PAD，因为没有PAD，就不是一个完整的芯片，具体操作下面会说。

11.重复第4到7步1.逻辑综合1）设计的8*8verilog代码如下module mux (clk,clr,data1,data2,dataout);input clk,clr;input [7:0] data1,data2;output reg [15:0] dataout;always @(posedge clk)beginif(!clr)begindataout<=0;endelsebegindataout<=data1*data2;endendendmodule2）综合之前，我们要选取库，写好约束条件，修改dc的启动文件synopsys_dc.setup，目标库选择TSMC（此设计都是用TSMC18的库）的typical.db。

(选择max库会比较好) Dc的命令众多，但是最基本的命令差不多，此设计的约束文件命令如下：create_clock -period 10 [get_ports clk] //用于时钟的创建set_clock_latency -source -max 0.2 [get_ports clk] //外部时钟到core的clk连线延时set_clock_latency -max 0.1 [get_ports clk] //core的clk到寄存器clk端的net连线延时set_clock_uncertainty -setup 2 [get_ports clk] //时钟延时的不确定性，求setup违规时会被计算进去set_clock_uncertainty –hold 1 【all_clocks】set_input_delay -max 0.5 -clock clk [get_ports [list [remove_from_coll [all_inputs] clk] ] //输入延时，外部信号到input端的连线延时set_output_delay -max 0.5 -clock clk [all_outputs] //输出延时set_driving_cell -lib_cell INVX4 [all_inputs] //输入端的驱动强度set_load -pin_load 0.0659726 [all_outputs] //输出端的驱动力set_wire_load_model -name tsmc18_wl10 -library typical //内部net的连线模型set_wire_load_mode enclosed //定义建模连线负载相关模式set_max_area 0compilereport_timingreport_constraintchange_names -rule verilog –hierset_fix_multiple_ports_net –allwrite -format verilog -hier -output mux.sv //输出网表，自动布局布线需要write -format ddc -hier -output mux.ddc //输出ddcwrite_sdf mux.sdf //输出延时文件，静态时序分析时需要write_sdc mux.sdc //输出约束信息，自动布局布线需要3）逻辑综合启动design_vision。

Read->mux.v输入约束文件。

File->excute script->verti.con之后会产生mux.sv,mux.sdc,mux.sdf,mux.ddc等文件4）时序分析综合以后我们需要分析一下时序，看时序是否符合我们的要求，综合实际上是一个setup 时间的满足过程，但是我们综合的时候，连线的负载只是库提供的（即上面的wire_load），并不是实际的延时，所以一般做完综合以后，时间余量（slack）应该为时钟的30%（经验值），以便为后面实际布局布线留下充足的延时空间。

因为如果slack太小，甚至接近于0，虽然我们看起来是没有时序违规的，但是实际布局以后，时序肯定无法满足。

使用report_timing命令，可以查看时序分析报告：****************************************Report : timing-path full-delay max-max_paths 1-sort_by groupDesign : muxVersion: D-2010.03-SP1Date : Fri Jul 2 12:29:44 2010****************************************Operating Conditions: typical Library: typical（模型库）Wire Load Model Mode: enclosedStartpoint: data2[4] (input port clocked by clk)Endpoint: dataout_reg_15_(rising edge-triggered flip-flop clocked by clk)Path Group: clkPath Type: maxDes/Clust/Port Wire Load Model Library------------------------------------------------mux tsmc18_wl10 typical （线载模型及库）Point Incr Path-------------------------------------------------------------------------- clock clk (rise edge) 0.00 0.00 clock network delay (ideal) 0.00 0.00 input external delay 0.50 0.50 f data2[4] (in) 0.01 0.51 f mult_14/b[4] (mux_DW_mult_uns_0) 0.00 0.51 f mult_14/U131/Y (INVX1) 0.54 1.05 r mult_14/U161/Y (NOR2X1) 0.14 1.18 f mult_14/U39/S (CMPR42X1) 0.68 1.87 f mult_14/U12/CO (ADDFX2) 0.32 2.19 f mult_14/U11/CO (ADDFX2) 0.23 2.42 f mult_14/U10/CO (ADDFX2) 0.23 2.65 f mult_14/U9/CO (ADDFX2) 0.23 2.88 f mult_14/U8/CO (ADDFX2) 0.23 3.10 f mult_14/U7/CO (ADDFX2) 0.23 3.33 f mult_14/U6/CO (ADDFX2) 0.23 3.56 f mult_14/U5/CO (ADDFX2) 0.23 3.79 f mult_14/U4/CO (ADDFX2) 0.23 4.02 f mult_14/U3/CO (ADDFX2) 0.23 4.25 f mult_14/U2/CO (ADDFX2) 0.22 4.47 f mult_14/product[15] (mux_DW_mult_uns_0) 0.00 4.47 f dataout_reg_15_/RN (DFFTRXL) 0.00 4.47 f data arrival time 4.47clock clk (rise edge) 10.00 10.00 clock network delay (ideal) 0.30 10.30 clock uncertainty -0.10 10.20 dataout_reg_15_/CK (DFFTRXL) 0.00 10.20 r library setup time -0.19 10.01 data required time 10.01-------------------------------------------------------------------------- data required time 10.01 data arrival time -4.47-------------------------------------------------------------------------- slack (MET) 5.55 我们来看以上报告，dc报告的时候会显示出关键路径，即延时最大的路径，时序分析包括两段，前面一段是信号的延迟时间，即data arrival time 为4.47，下面是计算要求时间，也即相对于时钟，设计所能忍受的最大延时，由于到达寄存器clk端延时，即clock network delay，所以设计增加了0.30的余量，同样由于时钟的不确定度（可能提前也可能延后0.1），我们取最坏情况，就是时钟超前0.1，则时间余量减去0.1，最后一个是门的建立时间要求，是0.19，最后得到数据的要求时间。