專利名稱：一種建立時序修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時序修復(fù)方法，尤其涉及一種集成電路版圖設(shè)計中建立時序修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今多媒體在人們的日常生活中得到了普遍的應(yīng)用。無論手機(jī)、電視、還是游戲機(jī)，其產(chǎn)品芯片的設(shè)計都需要系統(tǒng)功能完善以及運(yùn)行速度快。速度決定產(chǎn)品的性能，而芯片設(shè)計的面積直接決定了生產(chǎn)成本，速度和面積是我們所關(guān)注的重點(diǎn)。決定集成電路芯片的運(yùn)行速度和設(shè)計面積主要因素有幾個方面生產(chǎn)工藝、代碼編風(fēng)格、代碼到版圖的實(shí)現(xiàn)過程等。在代碼到版圖實(shí)現(xiàn)過程中，修復(fù)時序是重要的關(guān)鍵步驟之一。傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法中處理建立時序修復(fù)一般都是針對數(shù)據(jù)通路，比如加大數(shù)據(jù)通路上元器件的尺寸以增加其驅(qū)動能力，或者在扇出負(fù)擔(dān)很重的節(jié)點(diǎn)插入緩沖器以降低每個節(jié)點(diǎn)的扇出負(fù)擔(dān)等等。無論是上述哪種實(shí)現(xiàn)方法，幾乎都會增加芯片的面積，甚至在某些情況下數(shù)據(jù)通路上的元器件延時已經(jīng)到了極限狀態(tài)，每一級元器件的延時都已經(jīng)盡可能的小了， 但是因為邏輯功能的原因，路徑上的級數(shù)太多，其建立時間仍無法滿足，從而無法達(dá)到所期望的運(yùn)行頻率。這樣的設(shè)計方式無論是從工作性能上還是生產(chǎn)成本上都會大打折扣。集成電路設(shè)計中的時序違反不外乎是由建立時間和保持時間不夠造成得。一般我們做時鐘通路設(shè)計時，要求其不同分支具有相同的延遲。當(dāng)高頻芯片中關(guān)鍵數(shù)據(jù)通路的時序比較苛刻時，可考慮干涉時鐘通路。如何通過對時鐘通路的干預(yù)，使得數(shù)據(jù)通路的苛刻條件部分轉(zhuǎn)移到時鐘通路上，使建立時序快速收斂成為本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的提供一種建立時序修復(fù)方法，解決在集成電路應(yīng)用中因建立時序不滿足而帶來的工作頻率降低問題以及因修復(fù)建立時序而帶來的芯片面積增加的問題，能有效提高芯片的工作性能，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明涉及一種建立時序修復(fù)方法，包含以下實(shí)施內(nèi)容
(1)分析時序違反例的特點(diǎn)，找出違反例起點(diǎn)和終點(diǎn)及所屬的時鐘通路分支；
(2)分析有違反例的路徑；
(3)當(dāng)所有起點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有起點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量時，進(jìn)入步驟(4)；當(dāng)所有終點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量， 以及所有終點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量時，進(jìn)入步驟(5)；
(4)采用縮短路徑起點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序；
(5)采用加大路徑終點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序；
(6)完成整個建立時序的修復(fù)。步驟(1)中違反例的特點(diǎn)，包含以下情形之一即可采用本發(fā)明所提供的方法進(jìn)行修復(fù)①大量的違反例發(fā)生在兩個物理劃分之間的接口上，其相關(guān)寄存器或鎖存器在各自的物理劃分內(nèi)部屬于同一個時鐘域；
②大量的違反例發(fā)生在兩個完全獨(dú)立的時鐘分支上；
①大量的違反例發(fā)生在存儲器相關(guān)的路徑上；
②大量的違反例發(fā)生在同一個起點(diǎn)上；
③大量的違反例發(fā)生在同一個終點(diǎn)上；
④數(shù)據(jù)通路上所有邏輯元件已無法進(jìn)行任何修復(fù)操作。在步驟(3)中，若進(jìn)入步驟(4)和步驟(5)的條件同時都滿足時，既可選擇進(jìn)入步驟(4)，也可選擇進(jìn)入(5)。在步驟(4)中，找到該路徑起點(diǎn)的時鐘通路分支根節(jié)點(diǎn)，根據(jù)違反例的值，刪除相應(yīng)的緩沖器數(shù)目，該時鐘通路分支上須有足夠的緩沖器可供刪除。刪除緩沖器的數(shù)目N=D/ d，其中D為違反例的值，d為一個緩沖器在同等操作環(huán)境下的延時。若N包含余數(shù)，則數(shù)目加1。刪除緩沖器的節(jié)點(diǎn)條件為①能夠到達(dá)所有關(guān)注的起點(diǎn)；②并且不能到達(dá)含有違反例的所有終點(diǎn)。為最低限度降低后面操作帶來的負(fù)面影響，該節(jié)點(diǎn)最好不能到達(dá)除起點(diǎn)以外的所有寄存器或者鎖存器，除非這些寄存器或鎖存器也滿足步驟(3)中涉及的所有起點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有起點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量的條件。在步驟(5 )中，找到該路徑終點(diǎn)的時鐘通路分支根節(jié)點(diǎn)，根據(jù)違反例的值，插入相應(yīng)的緩沖器數(shù)目。插入緩沖器節(jié)點(diǎn)的條件為
①能夠達(dá)到所關(guān)注的所有終點(diǎn)；
②不能夠達(dá)到含有違反例的所有起點(diǎn)；
為最低限度的降低后面操作帶來的負(fù)面影響，該節(jié)點(diǎn)最好不能到達(dá)除終點(diǎn)以外的所有寄存器或鎖存器，除非這些寄存器或鎖存器也滿足步驟(3)中涉及的所有終點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有終點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量的條件。通過本發(fā)明所提出的內(nèi)容，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，選擇不同的時鐘延遲的設(shè)計方式，能有效降低集成電路芯片設(shè)計的電路復(fù)雜度，提高了芯片的工作頻率，降低芯片的設(shè)計面積，提高性能的同時又有效節(jié)約了資源。


圖1 一種建立時序修復(fù)方法的基本流程圖
圖2采用縮短路徑起點(diǎn)的時鐘延時方式修復(fù)建立時序的電路示意3采用加大路徑終點(diǎn)的時鐘延時方式修復(fù)建立時序的電路示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合各附圖對本發(fā)明所提出的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖1為本發(fā)明所涉及的一種建立時序修復(fù)方法的基本流程圖，包含了本發(fā)明的各實(shí)施步驟。(1)分析時序違反例的特點(diǎn)，找出違反例起點(diǎn)和終點(diǎn)及所屬的時鐘通路分支。當(dāng)違反例的特點(diǎn)符合以下條件之一時，即可采用本發(fā)明所提供的時序修復(fù)方法進(jìn)行修復(fù)
4①大量的違反例發(fā)生在兩個物理劃分之間的接口上，其相關(guān)寄存器或鎖存器在各自的物理劃分內(nèi)部屬于同一個時鐘域；
②大量的違反例發(fā)生在兩個完全獨(dú)立的時鐘分支上；
③大量的違反例發(fā)生在存儲器相關(guān)的路徑上；
④大量的違反例發(fā)生在同一個起點(diǎn)上；
⑤大量的違反例發(fā)生在同一個終點(diǎn)上；
f|)數(shù)據(jù)通路上所有的邏輯元件已經(jīng)無法進(jìn)行任何修復(fù)操作。(2)分析有違反例的路徑
(3)所有起點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有起點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量時，進(jìn)入步驟(4)；所有終點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有終點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量時，進(jìn)入步驟(5)。此步驟中，若進(jìn)入步驟(4)和步驟(5)的條件同時都滿足時，既可選擇進(jìn)入步驟 (4)，也可選擇進(jìn)入(5)。(4)采用縮短路徑起點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序
找到該路徑起點(diǎn)的時鐘通路分支根節(jié)點(diǎn)，根據(jù)違反例的值，刪除相應(yīng)的緩沖器數(shù)目，該時鐘通路分支上須有足夠的緩沖器可供刪除。刪除緩沖器的數(shù)據(jù)N=D/d，其中D為違反例的值，d為一個緩沖器在同等操作環(huán)境下的延時。若N包含余數(shù)，則數(shù)目加1。刪除緩沖器的節(jié)點(diǎn)條件為①能夠到達(dá)所有關(guān)注的起點(diǎn)；②并且不能到達(dá)含有違反例的所有終點(diǎn)。為最低限度降低后面操作帶來的負(fù)面影響，該節(jié)點(diǎn)最好不能到達(dá)除起點(diǎn)以外的所有寄存器或鎖存器，除非這些寄存器或鎖存器也滿足步驟(3)中涉及的所有起點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有起點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量的條件。相比于傳統(tǒng)方法，假定該類型的違反例有H個，則需要對H條路徑進(jìn)行建立時序修復(fù)，對于每條路徑，修復(fù)的方法也根據(jù)具體情況不定，除刪除無用的緩沖器的辦法外，其他的方法都會增加面積，在關(guān)鍵路徑上一般都不存在無用的緩沖器，所以增加面積不可避免， 而該方法刪除了 N個緩沖器，滿足了建立時序，同時也節(jié)約了芯片設(shè)計的面積。如圖2中所示，刪除N個緩沖器后，信號經(jīng)寄存器單元l_x及組合邏輯單元輸出至寄存器2_y。(其中m 表示緩沖器數(shù)目，χ、y表示寄存器數(shù)目)。因縮短了時鐘通路分支的延時，所以對掛在該時鐘分支上的所有寄存器或鎖存器的時序?qū)腥缦掠绊憿僖赃@些寄存器或鎖存器為終點(diǎn)的所有路徑，建立時間余量會減少N*d (d為一個緩沖器在同等操作環(huán)境下的延時)，如果原來的余量不夠，則會形成新的建立違反例；②以這些寄存器或者鎖存器為起點(diǎn)的所有路徑，保持時間余量會減少N*d，如果原來的余量不夠，則會形成新的保持違反例。選擇刪除緩沖器的時鐘通路分支節(jié)點(diǎn)如果無法完全滿足條件，就有可能產(chǎn)生這些新的違反例，需要補(bǔ)償性的時序修復(fù)操作。(5)采用加大路徑終點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序
找到該路徑終點(diǎn)的時鐘通路分支根節(jié)點(diǎn)，根據(jù)違反例的值，插入相應(yīng)的緩沖器數(shù)目。因為是加大延時，所以不會用大尺寸的緩沖器，只需較小的尺寸即可。插入緩沖器節(jié)點(diǎn)的條件為①能夠達(dá)到所關(guān)注的所有終點(diǎn)；②不能夠達(dá)到含有違反例的所有起點(diǎn)。
為最低限度的降低后面操作帶來的負(fù)面影響，該節(jié)點(diǎn)最好不能到達(dá)除終點(diǎn)以外的所有寄存器或者鎖存器，除非這些寄存器或鎖存器也滿足步驟(3)中涉及的所有終點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有終點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量的條件。相比于傳統(tǒng)方案，該方法進(jìn)插入了 N個小尺寸的緩沖器，在修復(fù)了建立時序的同時，節(jié)約了芯片設(shè)計的面積。如圖3中所示，增加N個緩沖器后，信號經(jīng)延時與組合邏輯單元輸出信號共同作用于寄存器單元2_y。因加大該時鐘通路分支延時，所以對掛在該時鐘分支上的所有寄存器或鎖存器的時序?qū)腥缦碌挠绊憿僖赃@些寄存器或鎖存器為終點(diǎn)的所有路徑，保持時間余量將減少N*d，如果原來的余量不足，將會形成新的保持時序違反例；②以這些寄存器或鎖存器為起點(diǎn)的所有路徑，建立時間余量將減少N*d (d為一個緩沖器在同等操作環(huán)境下的延時)，如果原來的余量不足，將會形成新的建立時序違反例。選擇插入緩沖器的時鐘通路分支節(jié)點(diǎn)如果無法完全滿足條件，就有可能產(chǎn)生這些新的違反例，需要補(bǔ)償性的時序修復(fù)操作。(6)完成整個建立時序的修復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，包含以下實(shí)施步驟(1)分析時序違反例的特點(diǎn)，找出違反例起點(diǎn)和終點(diǎn)及所屬的時鐘通路分支；(2)分析有違反例的路徑；(3)當(dāng)所有起點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有起點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量時，進(jìn)入步驟(4)；當(dāng)所有終點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量， 以及所有終點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量時，進(jìn)入步驟(5)；(4)采用縮短路徑起點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序；(5)采用加大路徑終點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序；(6)完成整個建立時序的修復(fù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，所述違反例的特點(diǎn)包含以下條件之一即可進(jìn)行下一步處理①大量的違反例發(fā)生在兩個物理劃分之間的接口上，其相關(guān)寄存器或鎖存器在各自的物理劃分內(nèi)部屬于同一個時鐘域；②大量的違反例發(fā)生在兩個完全獨(dú)立的時鐘分支上；③大量的違反例發(fā)生在存儲器相關(guān)的路徑上；④大量的違反例發(fā)生在同一個起點(diǎn)上；⑤大量的違反例發(fā)生在同一個終點(diǎn)上；Φ數(shù)據(jù)通路上所有邏輯元件無法進(jìn)行任何修復(fù)操作。
3.如權(quán)利要求1所述的一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(3)中進(jìn)入步驟 (4)和(5)的條件同時滿足時，可選擇采用縮短路徑起點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序或采用加大路徑終點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序。
4.如權(quán)利要求1所述的一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(4)采用縮短路徑起點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序時，找到該路徑起點(diǎn)的時鐘通路分支根節(jié)點(diǎn)，根據(jù)違反例的值，刪除相應(yīng)的緩沖器數(shù)目。
5.如權(quán)利要求1或4所述的一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，所述刪除的緩沖器數(shù)目N= D/d，其中D為違反例的值，d為一個緩沖器在同等操作環(huán)境下的延時。
6.如權(quán)利要求5所述的一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，所述緩沖器數(shù)目計算值包含余數(shù)時，數(shù)目加1。
7.如權(quán)利要求4所述的一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，所述刪除緩沖器節(jié)點(diǎn)的條件為①能夠到達(dá)所有關(guān)注的起點(diǎn)；②且不能到達(dá)含有違反例的所有終點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，所述步驟(5)采用加大路徑終點(diǎn)的時鐘延時的方式來修復(fù)建立時序，找到該路徑終點(diǎn)的時鐘通路分支根節(jié)點(diǎn)，根據(jù)違反例的值，插入相應(yīng)的緩沖器數(shù)目。
9.如權(quán)利要求1或8所述的一種建立時序修復(fù)方法，其特征在于，所述插入緩沖器的節(jié)點(diǎn)條件為①能夠達(dá)到所關(guān)注的所有終點(diǎn)；②不能夠達(dá)到含有違反例的所有起點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明通過采用對時鐘通路的干預(yù)，使得數(shù)據(jù)通路的設(shè)計問題部分轉(zhuǎn)移到時鐘通路上，解決芯片工作頻率降低以及因修復(fù)建立時序所帶來的芯片設(shè)計面積增加的問題。包含步驟為分析時序違反例的特點(diǎn)；分析有違反例的路徑；所有起點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有起點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量時，進(jìn)入采用縮短路徑起點(diǎn)的時鐘延時來修復(fù)建立時序方式；所有終點(diǎn)為終點(diǎn)的路徑有足夠的保持時間余量，以及所有終點(diǎn)為起點(diǎn)的路徑有足夠的建立時間余量時，進(jìn)入采用加大路徑終點(diǎn)的時鐘延時來修復(fù)建立時序的方式。本發(fā)明所提出的內(nèi)容，選擇不同的時鐘延遲的設(shè)計方式，能有效降低集成電路芯片設(shè)計的電路復(fù)雜度，提高芯片的工作頻率，降低芯片設(shè)計面積。
文檔編號G06F17/50GK102456087SQ201010529950
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者張伸, 王永流 申請人:上海華虹集成電路有限責(zé)任公司