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静态时序分析https://blog.csdn.net/weixin_45791458/category_12567571.html?spm=1001.2014.3001.5482

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        在上文中，我们不建议使用set_drive命令而是使用set_driving_cell命令，这是一个描述输入端口驱动能力更精确的方法。因为大多数情况下，只有库单元的设计者熟悉单元门内部的输出电阻情况，因此直接指定驱动单元而不是指定驱动电阻更容易。

        该指令的BNF范式（有关BNF范式，可以参考以往文章）为：

set_driving_cell[-lib_cell lib_cell_name] [-library lib][-rise] [-fall] [-min] [-max][-pin pin_name] [-from_pin from_pin_name][-dont_scale] [-no_design_rule][-none][-input_transition_rise rtran][-input_transition_fall ftran][-multiply_by factor] port_list

指定驱动单元名称

        -lib_cell选项用于指定驱动输入端口的单元，当单元的输出端口不只一个时，可以使用-pin选项指定输出引脚。默认情况下，set_driving_cell命令在链接库中搜索单元。

指定端口列表

        指定一个端口列表，包含输入端口或输入输出双向端口，如果有多于一个端口，需要使用引号或大括号包围。

简单使用

        以图1所示的电路图为例，首先在输入端口clk定义一个时钟。

create_clock -period 10 [get_port clk]

图1 一个简单的例子

        接着在输入端口d、c上分别定义两个输入延迟，参考时钟为clk。

set_input_delay 0.5 -clock clk [get_port d]
set_input_delay 0.5 -clock clk [get_port c]

        假设在我们的库中有一个叫做CLKINVX1的反相器，使用下面的命令指定输入端口d的驱动单元为CLKINVX1。

set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 [get_port d]

        使用这个命令时，会产生一个警告，如下所示，后面的小节我们会解释原因。

Warning: Design rule attributes from the driving cell will be set on the port. (UID-401)

        现在可以使用report_port -verbose命令报告输入端口的驱动情况了，如图2所示。

图2 端口驱动单元报告

        最后使用report_timing命令分别报告输入端口d到触发器的时序路径，记得使用-transition_time选项，结果如图2所示。 

图3 输入端口d的建立时间时序报告  

        可以看到，此时输入端口d的转换时间是0.0191175，并且带来了0.0045136的额外输入延迟，这是不包括在输入延迟(input external delay)中的。

延迟和转换时间计算原理

        那么这些数据是如何计算出来的呢，我们可以以图4的电路图为例做个实验。

图4 一个简单的实验 

        根据lib文件中的信息，我们使用set_load命令给输出端口d加上0.001494的负载，这是为了模拟图一中U4单元的输入引脚A的电容。

set_load 0.001494 [get_port d]

        接着使用report_delay_calculation命令，就可以知道U2的单元延迟和转换时间的计算情况了，如图5、图6所示。

 report_delay_calculation -from [get_pin U2/A] -to [get_pin U2/Y]

图5 CLKINVX1的有负载延迟计算情况

图6 CLKINVX1的有负载转换时间计算情况

        对比图6与图3可以发现，转换时间的计算方式确实是直接通过非线性延迟模型(NLDM)计算得出。而且我们可以看到，尽管使用了反相器CLKINVX1作为驱动单元，input_external_delay和输入端口d的边沿都是下降沿，这是因为input_external_delay是从输入端口d的边沿反推回去得到的边沿，也就是说时序报告中没有指明驱动单元的输入极性，但是它可以被指定，后面的小节会说明。

        但是还有一个很奇怪的事情，图3中的延迟值0.0045136却和图5中的延迟计算结果0.0170837不同，这是因为这个延迟的计算方式为loaded driving_cell delay - unloaded driving_cell delay，即带负载延迟减去零负载延迟，因此是0.0170837减去零负载延迟。

        我们可以继续在图4中模拟这种情况，即使用remove_load命令把负载去除，延迟计算结果如图7所示。

图7 CLKINVX1的无负载延迟计算情况

        可以看出， 0.0170837-0.01257确实是0.0145137约等于0.0045136（这是因为四舍五入的问题）。

        PS：其实可以直接使用report_delay_calculation -from [get_port d] -to [get_port d]命令报告驱动单元的延迟和转换时间计算情况。

指定库名

        -library选项指定了在哪些链接库中搜索单元。在不使用-library的情况下，DC首先会在所有链接库中与输入端口的操作条件(operating conditions)匹配的库搜索单元，如果找不到，才会去其它链接库搜索单元；在使用-library指定了某些链接库的情况下，DC首先会在这些链接库中与输入端口的操作条件(operating conditions)匹配的库搜索单元，如果找不到，才会去这些链接库中的其他链接库搜索单元。

        -library选项显示地声明了要在哪些链接库中搜索单元，这对于多链接个库中出现多个同名单元的情况有用（尽管这不常见）。

        下面的命令指定使用了typical库中的CLKINVX1单元。

set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -library typical [get_port d]

指定上升沿、下降沿

         -rise选项用于指定驱动单元使用于端口的上升沿、-fall选项用于指定驱动单元使用于端口的下降沿（注意：不管是什么驱动单元，驱动单元的时序弧都是正单调性）。如果这两个选项都没有指定，延迟同时作用于时钟的上升沿和下降沿（相当于它们同时指定）。

        下面的命令将输入端口上升沿的驱动单元改为CLKINVX2，下降沿的驱动单元依旧是CLKINVX2，如图8所示。

set_driving_cell -rise -lib_cell CLKINVX2 -library typical [get_port d]

图8 端口驱动单元报告

指定最大、最小条件

        -max选项用于指定延迟值作用于最大条件（建立时间分析），-max选项用于指定延迟值作用于最小条件（保持时间分析）。如果这两个选项都没有指定，延迟同时作用于最大条件和最小条件（相当于它们同时指定）。通常情况下，我们会使用-min选项指定驱动能力最强的单元（最快），使用-min选项指定驱动能力最弱的单元（最慢）。

        下面的命令使用-min选项指定驱动能力强的CLKINVX2驱动输入端口d，使用-max选项指定驱动能力强的CLKINVX1驱动输入端口d，如图9所示。

set_driving_cell -min -lib_cell CLKINVX2 [get_port d]
set_driving_cell -max -lib_cell CLKINVX1 [get_port d]

图9 端口驱动单元报告

指定输出引脚

        -pin选项用于指定驱动单元的输出引脚，这对于拥有多个输出引脚的单元很有用，如果使用多个输出引脚的单元而不指定-pin选项，则DC会使用搜索到的第一个输出引脚。

        比如对于一个触发器单元DFFRX1，其拥有两个输出引脚，分别为Q及QN，下面的命令指定以DFFRX1的输出引脚Q驱动输入端口d，如图10所示。

set_driving_cell -lib_cell DFFRX1 -pin QN [get_port d]

图10 端口驱动单元报告

指定输入引脚

        -from_pin选项用于指定驱动单元的输入引脚，这对拥有多个输入引脚的单元很有用，如果使用多个输出引脚的单元而不指定-from_pin选项，则DC会使用搜索到的第一个输入引脚（前提输入输出引脚间有时序弧）。

        比如对于一个单元CMPR42X1，它拥有五个输入端口、三个输出端口，如图11所示。

图11 CMPR42X1单元框图

        下面的命令指定以CMPR42X1的输入端口A，输出端口S作为输入端口d的驱动源，如图12所示。

set_driving_cell -lib_cell CMPR42X1 -from_pin A -pin S [get_port d]

图12 端口驱动单元报告

指定禁止放缩

        -dont_scale选项用于指定，驱动单元的转换时间和延迟不会因为操作环境而被放缩(scale)。放缩指的是当工作环境与特征化条件不同时，转换时间和延迟的计算在最后会被乘以一个因子，如图5、图6、图7中所示的那样。

        使用下面的命令指定上的输入端口d的驱动单元为CLKINVX1并禁止放缩。

set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -dont_scale [get_port d]

指定设计规则不转移

        现在我们终于开始解决一开始使用命令时的警告问题了，即

Warning: Design rule attributes from the driving cell will be set on the port. (UID-401)

        这是因为默认情况下，驱动单元的设计规则会被复制到输入端口，例如max_fanout、  max_capacitance、max_transition、min_fanout、min_capacitance、min_transition这些属性。而-no_design_rule选项用于禁止这些行为。

        使用下面的命令指定上的输入端口d的驱动单元为CLKINVX1并保证设计规则不转移，此时命令执行后不会出现警告。

set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -no_design_rule [get_port d]

删除驱动单元

        -none选项用于删除之前指定的驱动单元相关信息，但是这个选项已经过时，尽管它目前仍然起作用，建议使用remove_driving_cell命令替代。

        下面的命令删除了输入端口d上的驱动单元。

set_driving_cell -none [get_port d]

指定上升、下降转换时间

        -input_transition_rise和-input_transition_fall选项用于指定驱动单元输入端上升、下降沿的转换时间，默认情况下，使用输入转换时间0计算输出转换时间和延迟，如图6、图7所示的那样。

        下面的命令指定了驱动单元CLKINVX1的输入上升、下降沿转换时间分别为0.5、0.4。

set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -input_transition_rise 0.5 -input_transition_fall 0.4 [get_port d]

        下面使用report_delay_calculation -from [get_port d] -to [get_port d]命令报告端口的延迟计算情况，如图13所示。

图13 端口转换时间计算情况

        可以看到对于输入单元下降沿转换时间的计算，使用了指定的输入端上升沿转换时间；对于输入单元上升沿转换时间的计算，使用了指定的输入端下降沿转换时间。也就是说，这里的计算考虑了时序弧的单调性。

​指定驱动能力因子

        -multiply_by选项用于指定一个驱动能力因子，用于模拟驱动减弱或驱动增强，会影响驱动单元延迟和转换时间的计算。

        下面的命令指定了驱动单元CLKINVX1的驱动能力因子为0.5，这代表着最终的计算结果会乘以0.5，如图14、图15所示。

set_driving_cell -lib_cell CLKINVX1 -multiply_by 0.5 [get_port d]

图14 端口延迟计算情况

图15 端口转换时间计算情况

        在使用这个选项是会出现如下警告，代表着这个选项已经过时，即将删除。 

Warning: Starting from 2019.03 release, the 'set_driving_cell' command will no longer  support the '-multiply_by' option (OBS-002)