数字后端实现静态时序分析STA Timing Signoff之min period violation
今天给大家分享一个在高性能数字IC后端实现timing signoff阶段经常遇到的min period violation。大部分时候出现memory min period问题基本上都是需要返工重新生成memory的。这是非常致命的错误，希望大家在做静态时序分析时一定要查看min period violation。
什么是Min Period检查？
在.lib中，触发器、latch、Memory这些时序逻辑cell的clock input pin上会定义min_period属性来规定它上面时钟的最小周期。在这个例子中，时钟到达CLK pin的最小周期是1.258。
pin(CLK) {
direction : input;
capacitance : 0.046 ;
clock : true;
min_pulse_width_low : 0.126;
min_pulse_width_high : 0.056;
min_period : 1.258;
}
minimum_period的定义也可以在时序库lib中通过下面的方式来定义。
minimum_period() {
constraint : 9.5; /* min_period */
when : “SE”;
sdf_cond : “SE == 1’B1”;
}
在Innovus和Tempus中可以用命令report_constraint -check_type clock_period来检查min period问题，如果想得到详细的报告，我们可以加上-verbose选项
tempus > report_constraint -check_type clock_period -verbose
Check type : clock_period
---------------------------
Path 1: MET ClockPeriod Check with Pin ROM_512x16_0_INST/CLK
Ending Clock Edge: ROM_512x16_0_INST/CLK (v) checked with trailing edge of 'm_clk'
Beginning Clock Edge: ROM_512x16_0_INST/CLK (v) triggered by trailing edge of 'm_clk'
Path Groups: {m_clk}
Other End Arrival Time 20.911
- ClockPeriod 1.258
+ Phase Shift 40.000
= Required Time 59.653
- Arrival Time 20.926
= Slack Time 38.727
Clock Fall Edge 20.000
+ Clock Network Latency (Prop) 0.926
= Beginpoint Arrival Time 20.926
--------------------------------------------------------
Pin Cell Delay Arrival Edge
Time
--------------------------------------------------------
ROM_512x16_0_INST/CLK rom_512x16A - 20.926 v
--------------------------------------------------------
Min Period Slack的计算公式如下：
Skew = launch edge arrival – capture edge arrival
Skew = 20.926-20.911=0.015
Slack = Clock_period – min_period constraint – Skew + CPPR
Slack = 40 - 1.258 - (0.926 - 0.911) + 0
Slack = 38.727ns
这个报告也可以通过下面的命令指定Clock pin来得到：
report_timing -check_type clock_period -to $sequetial_cell/CLK
Innovus/Tempus中Pin/port上的clock-period检查
report_constraint命令对于指定Pin/Port的检查只支持DRV的检查，如果report_constraint后边制定了特定的Pin/Port而没有加drv_violation_type 选项，那么工具会报告下面的Warning:
**WARN: (TCLCMD-1470): Pins/ports are only supported with ‘-drv_violation_type’ option
Min Period Violation如何修复？
在STA 阶段如果有clock min period 的violation, 可以从以下几方面入手：
1）check 是否有clock 的分叉点，如果有是否可以尽量把分叉后的path 做短；
2）修clock transition, 更小的transition 对应的clock min period 要求更小;
3）check clock path 上是否有crosstalk, 如果有，修干净;
4）使用HS Memory替代HD Memory(使用Low VT的Memory);
5）把一颗Memory拆成若干颗小的Memory，可以拆地址和数据位