如何檢查時序窗口的穩(wěn)定性

timing check

描述設(shè)計(jì)時序時，所有的時序檢查都有一個參考事件（reference event）和一個數(shù)據(jù)事件（data event），數(shù)據(jù)事件常常是數(shù)據(jù)信號，而參考事件常常是時鐘信號，它們通過一個布爾表達(dá)式相聯(lián)接，還包括一個可選的notifier寄存器選項(xiàng)，這個寄存器用來打印錯誤信息或者傳播X態(tài)。

檢查時序窗口的穩(wěn)定性，包括：setup、hold、setuphold、recovery、removal和recrem。

$setuphold

$setuphold(reference_event, data_event, setup_limit,hold_limit, notifier, [timestamp_cond, timecheck_cond,delayed_reference_signal, delayed_data_signal]);

其中setup limit 和hold limit 的數(shù)值是從SDF 文件取出反標(biāo)到網(wǎng)表上的。

$setup (data_event, reference_event, limit, notifier);

當(dāng)reference_event time - limit < data_event time < reference_event time時，就會報(bào)告setup time violations。

$hold (reference_event, data_event, limit, notifier);

當(dāng)reference_event time < data_event time < reference_event time + limit時，就會報(bào)告hold time violations。

$setuphold (reference_event, data_event, setup_limit, hold_limit, notifier);

setup和$hold 兩者的聯(lián)合。

例如：

setup (negedge d, posedge clk, 2, notifier); 和 $hold (posedge clk, negedge d, 1, notifier);

setup和hold都為正值：

如下面例子 setup limit 和 hold limit 都為正值：

$setuphold (posedge clock, data, 10, 11, notifyreg);

其中，data要在時鐘上升沿10ns保持穩(wěn)定（假設(shè)時間單位是ns），在clk上升沿之后11ns內(nèi)保持穩(wěn)定；如果在時鐘clk上升沿到來之前，data小于10ns或時鐘clk上升沿到來之之后小于11ns，則為時序違例；

Positive Setup and Hold Limits

上圖中，可見，

對于setup檢查Data Event 要早于 Clock Event；

對于hold 檢查Data Event 要晚于 Clock Event；

符合這種情況的時序，setup limit 和 hold limit 用正值來表示。

setup為負(fù)值，hold都為正值：

在討論這個問題之前需要弄明白，我們現(xiàn)在所說的setup hold timing check是針對std cell的，在實(shí)際的std cell中不僅僅有DFF還有一些buffer之類的cell。

一個典型的std cell的簡化結(jié)構(gòu)如上圖所示，D1和D2表示兩個delay cell。而實(shí)際上我們要保證的是DFF的setup 和hold timing check是正值，由于D1和D2兩個cell的delay不同就導(dǎo)致了在對std cell做timing check時出現(xiàn)了負(fù)值的timing check。再次強(qiáng)調(diào)，這里的負(fù)值的timing check是針對std cell的并不是針對DFF的。

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)單元內(nèi)部clk上有較長的延遲時，對于setup檢查Data Event就可以晚一些來，如果晚于Clock Event（時刻為 0），用負(fù)值來表示。

$setuphold (posedge clock, data, -10, 31, notifyreg);

Negative Setup Limit

setup為正值，hold都為負(fù)值：

當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)單元內(nèi)部data上有較長的延遲時，對于hold檢查Data Event就需要早一些來，如果早于Clock Event（時刻為 0），用負(fù)值來表示。$setuphold (posedge clock, data, 31, -10, notifyreg);

Negative Hold Limit

需要注意的是不論setup 或者h(yuǎn)old出現(xiàn)負(fù)值，但setup和hold的和必須是正值。這是因?yàn)閟etup必然要發(fā)生在hold的前面。

$recrem

復(fù)位信號的恢復(fù)時間檢查：

$recovery (reference_event, data_event, limit, notifier);

當(dāng)data_event time - limit < reference_event time < data_event time時，就會報(bào)告recovery time violations。

復(fù)位信號的移除時間檢查

$removal (reference_event, data_event, limit, notifier);

當(dāng)data_event time < reference_event time < data_event time + limit時，就會報(bào)告removal time violations。

復(fù)位信號的恢復(fù)/移除時間檢查：

$recrem (reference_event, data_event, recovery_limit, removal_limit, notifier);

$recrem是$recovery和$removal兩者的聯(lián)合。

recovery (posedge clr, posedge clk, 2, notifier); 和 $removal (posedge clr, posedge clk, 3, notifier);

數(shù)據(jù)事件常常是時鐘信號，而參考事件常常是控制信號，比如清除信號或者置位信號，如下圖：

啟用負(fù)時序檢查

當(dāng)時序存在負(fù)值時，必須要用 recrem 來表示；而不能用單獨(dú)的 hold，removal；

同時使用負(fù)時序檢查，必須在編譯設(shè)計(jì)時包含+neg_tchk和-negdelay選項(xiàng)。如果省略此選項(xiàng)，VCS將將所有負(fù)限制更改為0。

如果在+neg_tchk選項(xiàng)中包含 +no_notifier選項(xiàng)，則表示notifer寄存器不進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，X態(tài)不會傳播，但是vcs還是會報(bào)告timing violation；

相反，如果在+neg_tchk選項(xiàng)中包含+no_tchk_msg選項(xiàng)，則vcs不報(bào)告timing violation。但VCS仍然會創(chuàng)建時鐘和數(shù)據(jù)信號的延遲，并在存在時序違例時翻轉(zhuǎn)notifer寄存器。

+notimingcheck 表示在vcs編譯過程中不進(jìn)行 setuphold，recrem 等函數(shù)的編譯，vcs產(chǎn)生delayed_reference_signal 和delayed_reference_data但是不會去標(biāo)記這些delay的值，從而不進(jìn)行任何的timing檢查。