synopsys-SDC第六章——生成时钟

之前准备了一段时间的秋招，好久没有学SDC，现在准备SDC和秋招同时准备，更新。

• 一个复杂的设计都需要多个时钟信号来共同完成功能，设计中异步时钟不能共享确定相位关系的时钟信号，也不必过于关心其时钟源，但是同步信号往往产生于同一个时钟源（如时钟分频器、时钟乘法器、时钟门控）
• 不同模块运行在不同时钟下，如果不考虑各自关系，将会带来异步性的设计问题。

时钟派生方式

• 时钟分频器就不过多说了，无非是用DFF做counter完成N分频。
• 时钟乘法器在此介绍一下，我们在设计中常用PLL完成倍频的需求，但是同样可以通过缓冲器和反相器引入delay，再结合XOR完成倍频。
  

如上图所示，通过buffer和inv完成对源时钟的延时，再将延时后的时钟和源时钟一同输入XOR，便可以完成倍频的功能，但是buffer和inv需要仔细计算过delay time。

• 时钟门控，这种方式主要通过使能信号来控制时钟是否对后级起作用，虽然时钟信号一样，但是对电路来说时钟源并不一样。（时钟门控常用于低功耗设计中）

create_generated_clock

在SDC中，用于设定生成时钟的命令是create_generated_clock，而它的设计对象可能是pin、port或net.

• 设定生成时钟的源引脚可用 -source选项。（此处需要注意源对象和生成时钟源之间的区别，源对象是指生成时钟设定在哪个位置，而生成时钟源指哪个是参考信号）
• 只要定义了generate clock，则开发工具将基于source clock派生时钟特性（周期、波形等）
• 和create_clock一样，用-name表征每个clock的名字，每个generate clock同样要有唯一的name
• 设定生成时钟的特性如：-edges、-divide_by、-multiply_by

edge divide multiply

edge通过指定波形边沿的变化来描述generate clock。
divide_by和multiply_by通过直接对源时钟的分频，倍频来描述generate clock

对上述电路，分别用edge、divide_by、multiply_by对其约束

create_clock -period 10 -name CLK [get_ports CLK]
create_generate_clock -name LSB -source [get_port CLK]
-divide_by 2 [get_pins FF1/Q]
create_generate_clock -name MSB -source [get_pins FF1/Q]
-divide_by 2 [get+pins FF2/Q]

create_generated_clock -name LSB -source [get_ports CLK]
-edges [1 3 5][get_pins FF1/Q]
create_generated_clock -name MSB -source [get_pins FF1/Q]
-edges [1 3 5][get_pins FF2/Q]

不同的分频时钟约束与上述约束类似。

edge_shift

• 除此之外，还可以用**-edge_shift**描述每个边沿的相位偏移，例如

create_generated_clock -name CLKOUT -source [get_ports CLK]
-edges[1 1 3] -edge_shift[0 2 0][get_pins X]

上面的指令表示：

• 在source clock的第一个边沿产生上升沿
• 在source clock的第一个边沿后2ns产生下降沿
• 在source clock的第三个边沿产生上升沿

多同源时钟

下图是一个基于三分频电路的时钟切换电路。

电路输入的mux会决定最后分频的divide clk对应的是clk1还是clk2，这就导致generate clock的source clock不同，所以写约束时要注意一些。

create_clock -name C1 -period 10 [get_ports CLK]
create_clock -name C2 -period 15 [get_ports CLK] -add

#C1
create_generated_clock -name GC1 -divide_by 3 -source [get_port CLK]
-master_clock C1 [get_pins FF2/Q]

#C2
create_generated_clock -name GC2 -divide_by 3 -source [get_port CLK]
-master_clock C2 [get_pins FF2/Q] -add

如果用户要得到两个生成时钟的STA，需要添加-add，否则后一个会覆盖前一个。
而master_clock用于定义哪些时钟与用于派生generate clock的特定源对象关联。

使能组合路径

• 在设计中会出现时钟随着数据作为输出，这种结构的优点时时钟和数据按同样的路径来传送，如下图：
  
• 如果有些路径在本质上时时序电路，即他们通过时序电路单元，则generate clock通常无损，但是如果时组合逻辑和时序逻辑的混合，那么会出现时钟失效的情况，这时候需要**-combinational**约束来阻隔时序电路。

create_generated_clock -name CLKOUT -combinational
-source [get_pins FF1/Q] [get_ports CLKOUT] 

其他注意事项

• 一个遗漏的generate clock将会产生无约束寄存器
• 需要保证generate clock 设置了source clock
• 如果时钟收敛于多种路径，则特别注意禁用时序电路路径
  
  
  

搜索关注我的微信公众号【IC墨鱼仔】，获取我的更多IC干货分享！