Tcl 与Design Compiler ：综合后处理

0.概述
IP与SoC设计

前面也讲了一些综合后的需要进行的一些工作，这里就集中讲一下DC完成综合了，产生了一些文件，我们就要查看它生成的网表和信息，下面就来介绍DC综合完成之后要进行哪些工作：

也就是说，DC一般完成综合后，主要生成.ddc、.def、.v和.sdc格式的文件（当然还有各种报告和log）

.sdc文件：标准延时约束文件：

里面都是一些约束，用来给后端的布局布线提供参考。

Scan_def.def文件：DFT、形式验证可能用到

里面包含的是一些扫描链的布局信息，需要注意的是，必须在生成ddc网表文件之前生成.def（也就先生成.def文件），以便将def文件包含在ddc文件中。

.sdf、.v文件：

标准延时格式和网表格式文件，用于后仿真。

下面是输出（生成）文件的一些命令：

1.综合网表处理与生成
IP与SoC设计

（1）综合网表的处理：

完成综合并通过时序等的分析后，我们需要把设计和约束以某种格式存储好，作为后端工具的输入。

把设计以VHDL或Verilog格式存档时，需要去掉或避免文件中有assign指令，因为该指令会使非Synopsys公司的工具在读入文件时产生问题。该指令也可能会在反标( back-annotation)流程中产生问题。此外，要保证网表中没有特别的字符。例如，写出网表时，有时网表中会有反斜线符号“\”，对于这个符号，不同的工具有不一样的理解。

·assign：

多端口连线(multiple port nets)会在网表中用assign指令表示，如下图所示：

上面的设计中有冗余的端口(包括内部端口，又称层次引脚)。如果我们将设计展开（flatten）, DC可能把它们优化掉，即去掉这些端口。但是如果我们不展开设计，将得到下面的结果:

Output  Reset_AluRegs，Latch_Instr,....

assign  Reset_AluRegs=Latch_Instr;

多端口连线，即一条连线连接多个端口，三种类型:直通连线(Feedthroughs)，即从输入端直接到输出端；连线驱动多个端口(也就是上面的那个情况)；常数连线驱动多个端口。

在默认的情况下，如遇到上述的情况，DC写出网表时，会在网表产生assign指令。如果设计中有多端口连线，应该在编译过程中将它们去掉。去掉多端口连线使用下面的命令:

set_fix_multiple_port_nets -all -buffer_constants [get_designs *]

·特殊符号：　　

特别字符是指除数字，字母或下划线以外的任何字符。当DC写出网表时，如果遇到信号Bus[31]，它会插入反斜线符号“\”，将其变为\BUS[31]。但是总线Bus[31:0」中的一个信号还用Bus[31]，没有用反斜线符号，也就是说设计里面可能会遇到即使用到了Bus[31]又用到Bus[31:0]这种情况（比如一组总线网A方向走，而同时又有这组总线的最高位充当某个控制信号）。这时方括弧不是名字的一部分，它们是位分隔符。这时候，同一个信号用了两种符号串表示（也就是Bus[31]和Bus[31:0]中的第31位是同一个信号，但是却有不同的字符串表示，这是不好的，一些工具可能解读出错）。最好的办法是把设计中的反斜线符号去掉，用有效的字符代替非有效(特别)的字符。

用change_names命令可将设计中的特别字符去掉。change_names命令的其中一选项是“-rules"，后面可跟用自定义的命名规则或Verilog命名规则。在DC中用define_name_rules命令来规定自定义的命名规则。例如我们可以用该命令来指定可以使用哪些字符，禁止使用哪些字符，名字的长度等。一般来说，Verilog命名规则可以处理几乎所有的特殊字符。

执行change_names命令后，它会把不允许使用的字符用允许使用的字符来代替。VHDL语言中，多维数组(multi-dimensionalarrays)使用方括弧作为字下标的分隔符(word subscript delimiters)。为了避免使用反斜线符号，先使用change_names命令把字下标的分隔符转换为下划线。如下所示：

（2）相关文件的生成

经过处理之后的网表就可以生成了，除了了网表之外，我们还可以生成时序、面积报告等，相关命令如下所示：

一个是生成.ddc文件，里面包含了很多信息。一个是生成.v的门级网表。一个是生成标准约束文件，以供后面进行布局布线提供参考。

最后，进行网表处理和生成文件的综合命令如下所示：

2.时序检查与报告的生成
IP与SoC设计

最后，我们要讲检查设计报告、连接设计报告、DC综合过程中的信息报告、时序检查报告、面积检查报告等进行生成，方便我们进行检查：

# Get report file

redirect -tee -file ${REPORT_PATH}/check_design.txt {check_design    };

redirect -tee -file ${REPORT_PATH}/check_timing.txt {check_timing    };

redirect -tee -file ${REPORT_PATH}/report_constraint.txt {report_constraint -all_violators};

redirect -tee -file ${REPORT_PATH}/check_setup.txt    {report_timing -delay_type max };

redirect -tee -file ${REPORT_PATH}/check_hold.txt {report_timing -delay_type min };

redirect -tee -file ${REPORT_PATH}/report_area.txt {report_area   };

这里使用的重定位的命令redirect，意思是将后面{}中命令的执行结果保存到文件中（命令的具体用法前面有讲到，也可以通过man redirect进行查看）

（1）时序报告的查看：

下面主要介绍时序报告的检测，毕竟timing is everything。关于时序报告的查看，前面也讲得很清楚了，这里再来具体讲述一下。　　

Design Compiler中，常用report_timing命令来报告设计的时序是否满足目标（Check_timing:检查约束是不是完整的，在综合之前查看，要注意不要与这个混淆）。

时间报告有四个主要部分：

·第一部分是路径信息部分，如下所示：

主要报告了工作条件，使用的工艺库，时序路径的起点和终点，路径所属的时钟组，报告的信息是作建立或保持的检查，以及所用的线负载模型。

·第二部分是路径延迟部分　　　　　　　　　　　　　　　　

这个路径延迟部分是DC计算得到的实际延迟信息；命令执行后，对于下图中的路径，得到的一些路径信息，有了单元名称（point），通过该单元的延时（Incr）,经过这个单元后路径的总延时等信息：

上图的解释：

路径的起点是上一级D触发器的的时钟端。

input external delay:(由于上一级D触发器的翻转(路径的起点也就这里)、芯片外部组合逻辑而经历的)输入延时约束（set_input_delay），也就是数据到达芯片的数据输入管脚的延时建模,这个延时是1ns;”r”表示上升延时，”f”表示下降延时

clock network delay(idle):时钟信号从芯片的端口到内部第一个寄存器的延时是0.5ns；

Data1(in):芯片输入端口到芯片内部真正数据输入端之间的线延时，是0.04ns。（可以认为是管脚的延时）

U2/y : 这里，前面0.12表示u2这个器件的翻转/传输延时，意思是从这个器件的数据输入端（包括连线），到输出端y的延时是0.12ns。后面的1.66的意思是从路径起点到u2的y输出的延时是1.66ns.

　　...

最后u4/D：这里就是终点了，D触发器的数据输入端；当然终点也可能是芯片的输出端口。

报告中，小数点后默认的位数是二，如果要增加有效数(字)，在用report_timing命令时，加上命令选项“-significant_digits"。报告中，Inc:是连线延迟和其后面的单元延迟相加的结果。如要分别报告连线延迟和单元延迟，在使用report_timing命令时，加上命令选项"-input_pins"。

·第三部分是路径要求部分，如下图所示：

这个路径要求部分是我们约束所要求的部分；值-0. 06从库中查出，其绝对值是寄存器的建立时间。值2.17为时间周期加上延时减去时钟偏斜值再减寄存器的建立时间(假设本例中的时钟周期是2 ns)。

·第四部分是时间总结部分，如下图所示：

DC得到实际数据到达的时间和我们要求的时间后，进行比较。数据要求2.17ns前到达（也就是数据延时要求不得大于2.17ns），DC经过计算得到实际到达时间是2.15ns，因此时序满足要求，也就是met，而不是时序违规（violation）。时间冗余(Timing margin)，又称slack，如果为正数或‘0'，表示满足时间目标。如果为负数，表示没有满足时间目标。这时，设计违反了约束(constraint violation)。

（2）timing_report的选项与debug

在进行静态时序分析时，report_timing是常用的一个命令，该命令有很多选项，如下所示（具体可以通过man进行查看）：

我们可用report_timing的结果来查看设计的时序是否收敛，即设计能否满足时序的要求。我们也可以用其结果来诊断设计中的时序问题，对于下面的报告。

外部的输入延迟为22 ns，对于时钟周期为30 ns的设计，显然是太大了。设计中，关键路径通过6个缓冲器，需要考虑这些缓冲器是否真的需要；OR单元的延迟为10. 72ns，似乎有问题。关键路径通过四个层次划分模块，从模块u_proc，经模块u_proc/u_dcl，经模块u_proc/u_ctl，到模块u_int。前面我们说过，DC在对整个电路做综合时，必须保留每个模块的端口。因此，逻辑综合不能穿越模块边界，相邻模块的组合逻辑并不能合并。这4个层次划分模块使得DC不能充分使用组合电路的优化算法对电路进行时序优化，是否考虑需要进行模块的重新划分。

（3）设计违规检查：

当然有时候并不是真正的设计违规，有可能是约束设计过紧，有可能是设计的输入延时太紧导致violation，比如前面那个实战中，综合得到的结果是可以满足要求的，但是由于约束不当而导致DC爆出违规。

（4）查看分组优化结果：

主要是查看路径分组之后，路径的时序情况是什么样的，如下所示：

本节的基本内容就是这样了，本节就没有什么实战之类了。

本文转自：http://www.cnblogs.com/IClearner/ 

作者：IC_learner

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