ASIC后端设计中的时序偏差以及时钟树综合

《ASIC后端设计中的时序偏差以及时钟树综合》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、IC设计■同济大学信息与控制工程系唐振宇ASIC后端设计中的时序偏差以及时钟树综合摘要：同步设计中，由于时钟网络延时决定了芯片的最大工作速度，所以时钟树需要高精度进行布线。一种重要的时钟网络设计是缓冲器插入。在超大规模集成电路的设计中，为了最小化时钟延时和时钟偏差，缓冲器插入是一种有效的方法。在布局布线流程中，时钟树布线在“时钟树综合”时由工具自动完成。“时钟树综合”在apollo里是在布局完成后布线之前做的。关键词：缓冲器插入；时钟偏差；时钟树综合引言随着工艺的发展，线延时逐渐占据过列写节点KCL方程，并且使单位在传统的集成电路设计中，只了主导地

2、位。长度L→0，经过一系列数学推导可须考虑门本身的延迟，互连引起的对于线的延时，已经提出了不以得出下面的微分方程：延迟可忽略。深亚微米芯片的设计少模型。较早的有lumpedmodel,它不能沿用传统的设计流程，因为随把互连线建模为单个电阻R和单个x是线上任一点到信号源点的着器件尺寸的不断减小和电路规模电容C的模型，计算它们的RC延距离，而V是该点的电势。这个方的扩大，门的延时越来越小，限制时，对于较长的互连线就不太适用程没有闭解，一般采用近似解。输电路性能提高的主要因素是互连延了。对于较长的互连线，分布式模出点的时间常数为：t＝迟。因此，精确地计算

3、互连延迟在型是比较精确的，图1是它的示意R*C*L*L*(N(N+1)/2),其中N=l/L。芯片设计中具有十分重要的意义。图。因为L→0,故N→∞，于是得到t表1是线延时在不同工艺下占总延其中R和C分别代表单位长度＝R*C*l*l/2。可以看出，线的延时时的比例关系。可以清楚的看到：的电阻和电容，l代表总的线长。经与线长的平方成正比，减小线的长度可以大大降低延时，同时延时与表1不同工艺下线延时占总延时的比例RC成正比，故应该采用RC较小的金属进行长线传输。一种有效的方法是缓冲器插入。加入缓冲器后，缓冲器本身会带来延时，但是由于它减小了线长，大大降

4、低了线延时，所以总的延时还是减小了。如果在长l的线中点加一个缓冲器，那么我们可以计算：t＝t+t+t=R*C*l*l/total1buf28+t+R*C*l*l/8=R*C*l*l/4+tbufbuf图1互连线的分布式模型其中t是缓冲器的延时。由于buf182003.10电子设计应用www.eaw.com.cnIC设计工艺的发展以及缓冲器设计的要端点的路径长度不同；各个端点负中，解决这个问题的方法是时钟树求，现在的缓冲器延时t是相当小载不同；在时钟网中插入的缓冲器综合。在算法中，这个问题可描述buf的，比较前后的延时，可以知道总不同等等。为：给定时

5、钟源点C,给定平面内时0的延时是可以大大减小的。时钟偏差过大会引起同步电路钟端点的集合C={C,C,C⋯C}，12in功能混乱，一般要求时钟偏差不能那么就是连接各个C，使得以下两i时钟偏差和时钟树综合超过时钟周期的10％。式都达到最小化：高速电路使得所有时序的容差由于时钟偏差的存在，所以时maxt(C，C)，i∈{1,2⋯n}0i都非常小，也对精确定位电路各部钟周期公式应为T=T+T+Tmax

6、t(C，C)－t(C，C)

7、i,j∈codelaysetup0i0j分的延迟模型提出了更高的要求。＋T(其中T是同步元件的内部{1,2⋯n}skewco理想

8、的时钟是：时钟同时到达各个延时；T是组合逻辑部分延时；delay同步单元。但是实际上这是不可能T是触发器的建立时间)。随着工实例setup的。我们把到达各个同步单元的最艺的发展，T、T和T都有明在ASIC后端设计中，基于时序codelaysetup大时间差叫做时钟偏差。产生时钟显的降低，所以降低T成为提高的布局布线就是为了解决连线时延skew偏差的原因有：时钟源到各个时钟电路速度的关键。在ASIC后端设计而产生的。对高速电路后端设计采用自动布局布线。由designcompiler综合生成网表以及写出时序限制文件，送给apollo做布局布线，采用的基

9、本流程如图2所示。时钟树在布线前做，说明时钟信号优先级是高于一般信号的。做时钟树会碰到以下几项必要的指标：树的根结点、时钟周期、树的最大延迟、树的最小延迟、传递时间和缓冲器的种图3平衡的时钟树综合类等等，要按其特点设定一组特别的参数。这是一种需要多实践，多摸索的经验。采用台积电的0.25mm库做了高速电路的时序驱动布局布线，在时钟布线时选择平衡时钟树(见图3)。在时滞时间满足要求的前提下，注意分析了时钟树综合前后的一图2ASIC布局布线流程图4高速电路的各个时钟树节点(4levels)些数据信息。这38www.eaw.com.cn电子设计应用200

10、3.1019通信与计算机数。入功率时，效果非常好。2JeremyEverard.Fundamentals电路板的板材选用N