04时序约束文件的编写

时序约束文件的编写

目录

• 时序约束文件的编写
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  • 简介
  • 建立时间约束 (Setup Timing Constraints)
    • 约束对象
    • 时钟约束
      • 基本时钟创建
      • 时钟特性配置
      • 完整时钟配置示例
      • 自定义时钟波形
    • 输入输出延迟约束
      • 输入延迟约束
      • 输出延迟约束
    • 虚拟时钟
  • [Library Compiler配置](#Library Compiler配置)
    • 环境变量设置
    • 安装配置
  • 脚本编写与检查
  • 最佳实践

简介

时序约束文件是数字电路设计中的关键组成部分，用于指导综合工具进行时序优化。本文介绍如何编写有效的时序约束文件，确保设计满足时序要求。

建立时间约束 (Setup Timing Constraints)

约束对象

时序约束主要针对以下三种路径：

• 输入路径 (Input Paths): 从输入端口到寄存器的路径
• 内部路径 (Register-to-Register Paths): 寄存器间的数据传输路径
• 输出路径 (Output Paths): 从寄存器到输出端口的路径

注意: DC默认假设设计为同步时序逻辑，逻辑综合工具基于路径进行优化。

时钟约束

基本时钟创建

# 创建周期为2ns的时钟
create_clock -period 2 -name MCLK [get_ports clk]

时钟特性配置

时钟不确定性 (Clock Uncertainty)

# 设置建立时间的时钟不确定性，包含skew + jitter + margin
set_clock_uncertainty -setup 0.5 [get_clocks MCLK]

时钟源延迟 (Clock Source Latency)

# 设置时钟源到时钟树根部的延迟
set_clock_latency -source -max 4 [get_clocks MCLK]
# 设置时钟网络延迟
set_clock_latency -max 2 [get_clocks MCLK]

时钟转换时间 (Clock Transition)

# 设置时钟信号的上升/下降时间
set_clock_transition 0.08 [get_clocks MCLK]

完整时钟配置示例

reset_design
create_clock -period 5 -name MCLK [get_ports clk]
set_clock_uncertainty -setup 0.5 [get_clocks MCLK]
set_clock_transition 0.08 [get_clocks MCLK]
set_clock_latency -source -max 4 [get_clocks MCLK]
set_clock_latency -max 2 [get_clocks MCLK]

自定义时钟波形

# 创建周期10ns，占空比可调的时钟
# 第一个上升沿在0ns，第一个下降沿在5ns
create_clock -period 10 -waveform {0 5} -name clk1 [get_ports clk]

输入输出延迟约束

输入延迟约束

# 设置输入端口A相对于时钟的最大延迟
set_input_delay -max 0.6 -clock MCLK [get_ports A]
# 移除输入延迟约束
remove_input_delay [get_ports CLK]

输出延迟约束

# 设置输出端口B相对于时钟的最大延迟
set_output_delay -max 0.8 -clock MCLK [get_ports B]

虚拟时钟

虚拟时钟用于约束纯组合逻辑路径：

# 创建虚拟时钟
create_clock -name VCLK -period 2
# 使用虚拟时钟约束输入输出
set_input_delay -max 0.5 -clock VCLK [get_ports input_port]
set_output_delay -max 0.5 -clock VCLK [get_ports output_port]

Library Compiler配置

环境变量设置

export LC_HOME=<Library Compiler安装路径>
export PATH=$PATH:$LC_HOME/bin
export PATH=$PATH:$LC_HOME/admin/install/lc/bin

安装配置

1. 在终端输入 install_lc
2. 按照安装界面提示完成配置
3. 配置完成后可在DC中使用 report_libs 等命令

脚本编写与检查

使用以下命令检查TCL脚本语法：

dcprocheck script_name.tcl

最佳实践

1. 寄存器输出优先: 输出端使用寄存器输出，可减少毛刺干扰
2. 约束覆盖 : 确保所有关键路径都有相应约束
   • Register-to-register路径: 通过 create_clock 约束
   • 输入路径: 通过 set_input_delay 约束
   • 输出路径: 通过 set_output_delay 约束
3. 时钟设计: 对于双边沿时钟信号，需要特别注意占空比设置
4. 验证约束 : 使用 report_timing 和 check_timing 验证约束效果