一種多宏單元多時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘樹綜合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芯片后端設(shè)計(jì)中時(shí)鐘樹綜合的方法，特別是涉及宏單元和時(shí)鐘都特別多的芯片的時(shí)鐘樹綜合方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外研究的時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有H樹形結(jié)構(gòu)、X樹形結(jié)構(gòu)、二叉樹結(jié)構(gòu)、平衡樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格型結(jié)構(gòu)、魚骨型結(jié)構(gòu)等。
[0003]其中，二叉樹結(jié)構(gòu)是一種常用的樹狀時(shí)鐘分布，其在不規(guī)則的電路設(shè)計(jì)中可得到良好的時(shí)鐘樹綜合結(jié)果。如果單元庫緩沖器件的輸出電阻和時(shí)鐘源的連線電阻大小相差不大，則可以用一個(gè)緩沖器來驅(qū)動(dòng)整個(gè)時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)。
[0004]但是，對(duì)于深亞微米及更先進(jìn)的工藝，緩沖器的輸出電阻很難做到和時(shí)鐘源的連線電阻的阻值差不多，因而需要在時(shí)鐘分布網(wǎng)絡(luò)中插入很多的緩沖器，對(duì)于多宏單元多時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘樹綜合設(shè)計(jì)，隨著緩沖器的增大，一方面，使得二叉樹結(jié)構(gòu)時(shí)鐘偏差(skew)很大，另一方面在使用工具集成電路編譯器(IC Compiler)進(jìn)行RC平衡樹時(shí)，工具負(fù)載極大，使得工具超負(fù)荷運(yùn)行甚至不能處理。
[0005]H樹形結(jié)構(gòu)是理想的時(shí)鐘分布網(wǎng)絡(luò)，它的實(shí)現(xiàn)方法是:時(shí)鐘源連著第一級(jí)H樹的中心，信號(hào)由此中心傳播到H樹的四個(gè)端點(diǎn)，四個(gè)端點(diǎn)的信號(hào)分別再作為下一級(jí)H樹的中心，如此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最終，時(shí)鐘信號(hào)便能到所有時(shí)序單元的時(shí)鐘端。
[0006]對(duì)于多宏單元多時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘樹綜合設(shè)計(jì)，使用H型時(shí)鐘樹綜合的方式比使用工具自動(dòng)進(jìn)行RC平衡樹綜合方式會(huì)有更好的效果。
[0007]但是，一方面，為了讓H樹能夠正常地傳遞信號(hào)，避免信號(hào)的變形，H樹形的互連線寬度需逐級(jí)縮減。這也意味著H樹型結(jié)構(gòu)存在布線限制和不一致的扇出限制，并且，當(dāng)進(jìn)入納米級(jí)的工藝后，H型樹的線長問題會(huì)使得連線延遲的問題越來越明顯，使得此種結(jié)構(gòu)往往用于小型的時(shí)鐘樹設(shè)計(jì)中。
[0008]另一方面，使用H型時(shí)鐘樹綜合方法，大規(guī)模的芯片中存在大量的寄存器，工具不能處理大量寄存器的H型時(shí)鐘樹綜合。并且，從理論上來說，寄存器擺放不規(guī)則，工具會(huì)做不好H型時(shí)鐘樹，倘若人工手動(dòng)嘗試，工作量會(huì)非常大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種多宏單元多時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘樹綜合方法，該方法適用于宏單元和時(shí)鐘都特別多的芯片，有著良好的時(shí)鐘偏移和時(shí)鐘延遲，并且所用器件少，功耗小。
[0010]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0011]—種多宏單元多時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘樹綜合方法，包括以下步驟:
[0012]S1.按照一定的相鄰緩沖器的連線距離范圍，在各個(gè)宏單元之間手動(dòng)插入多個(gè)緩沖器，構(gòu)建多個(gè)H型時(shí)鐘樹。
[0013]S2.將H型時(shí)鐘樹的緩沖器全部替換成反相器對(duì)。
[0014]S3.劃分芯片所有時(shí)鐘的重要等級(jí)。
[0015]S4.按照時(shí)鐘的重要等級(jí)從高到低的順序，依次對(duì)每個(gè)時(shí)鐘做RC平衡時(shí)鐘樹。
[0016]進(jìn)一步地，在使用不同工藝時(shí)，所述一定的相鄰緩沖器的連線距離范圍不同；所述插入的緩沖器的電容大小也不同。
[0017]作為一種具體的實(shí)施例，在使用SMIC130工藝時(shí)，所述一定的相鄰緩沖器的連線距離范圍為 553.5um-830.25um。
[0018]進(jìn)一步地，插入的緩沖器的電容小于等于0.2pf0
[0019]進(jìn)一步地，所述步驟S2具體為:使用工具命令語言輸入替換腳本，集成電路編譯器根據(jù)所述替換腳本，執(zhí)行替換命令，將H型時(shí)鐘樹的緩沖器全部替換成反相器對(duì)。
[0020]作為一種具體的實(shí)施例，所述劃分芯片所有多個(gè)時(shí)鐘的重要等級(jí)的規(guī)則為:時(shí)鐘頻率越高，重要等級(jí)越高；當(dāng)時(shí)鐘頻率相同時(shí)，時(shí)鐘覆蓋范圍越大，重要等級(jí)越高。
[0021]進(jìn)一步地，在所述對(duì)逐個(gè)時(shí)鐘做RC平衡時(shí)鐘樹前，還包括以下步驟:輸入環(huán)境清理命令將時(shí)鐘樹綜合環(huán)境清理干凈，再加載待做時(shí)鐘的時(shí)序約束文件和工作環(huán)境設(shè)定文件。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]本發(fā)明通過手動(dòng)做H型結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘樹，減少了時(shí)鐘器件的使用，由此降低芯片的功耗，且保證了時(shí)鐘樹綜合有好的時(shí)鐘偏移(skew)和時(shí)鐘延時(shí)(latency)結(jié)果。另外使用工具自動(dòng)按時(shí)鐘重要等級(jí)順序綜合寄存器間時(shí)鐘，可以減少大量手動(dòng)操作的困難和耗時(shí)。同時(shí)，通過手動(dòng)和自動(dòng)綜合時(shí)鐘樹的方式的綜合結(jié)果更優(yōu)。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的多宏單元多時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘樹綜合方法流程圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的手動(dòng)插入緩沖器的位置示意圖。
[0026]圖3是不同驅(qū)動(dòng)能力的反向器對(duì)的負(fù)載電容走勢(shì)圖。
[0027]圖4是不同驅(qū)動(dòng)能力的反向器對(duì)的路徑時(shí)延走勢(shì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合附圖1-2以及具體實(shí)施方法來詳細(xì)說明本發(fā)明，在本發(fā)明的示意性實(shí)施及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0029]此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明一種多宏單元多時(shí)鐘芯片的時(shí)鐘樹綜合方法，包括以下步驟:
[0031]步驟S1:按照一定的相鄰緩沖器的連線距離范圍，在各個(gè)宏單元的之間手動(dòng)插入多個(gè)緩沖器，構(gòu)建多個(gè)H型時(shí)鐘樹，并固定所述緩沖器。
[0032]一種具體的實(shí)施例，在手動(dòng)插入時(shí)鐘器件之前，通過指定模塊區(qū)域命令createbound，在芯片上指定 deinterlacer_inst、dvi_inst、adjust_inst、csc_inst、clock_management_inst、 param—adaptor_inst、 vga_inst、 enhance_inst、 sdram—inst、 sys_config_inst、scalar_inst/bicubic_0/interpolat1n_inst 等功能電路模塊的擺放位置和大小，也即指定bound的區(qū)域，也就是相應(yīng)模塊下寄存器擺放的位置。
[0033]為了節(jié)省插入器件時(shí)間，本發(fā)明優(yōu)選緩沖器(buffer)作為首次插入進(jìn)行H型時(shí)鐘樹設(shè)計(jì)的時(shí)鐘器件。
[0034]如圖2所示，對(duì)上述芯片采用H型的時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)，首先在宏單元的時(shí)鐘端口附近手動(dòng)插入時(shí)鐘器件，然后按照一定的連線距離范圍，在各個(gè)宏單元之間的水平和垂直的位置手動(dòng)插入時(shí)鐘器件，構(gòu)建成H形狀，即H型時(shí)鐘樹。
[0035]具體地，根據(jù)SMIC130工藝，首先插入偶數(shù)個(gè)CLKBUFX16的器件。
[0036]即在如圖2所示的小圓點(diǎn)處，插入相應(yīng)的緩沖器。圖2中，大矩形表示一個(gè)宏單元，矩形上下端的小矩形表示宏單元的兩個(gè)時(shí)鐘端口，圖2中1、2、3、4分別表示插入的第一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)、第四級(jí)緩沖器。時(shí)鐘由第一級(jí)buffer傳到第二級(jí)buffer，再從第二級(jí)buffer傳到第三級(jí)buffer，依次類推。圖中，第四級(jí)buffer便與宏單元的時(shí)鐘端口相連，箭頭表示時(shí)鐘傳播方向。
[0037]為了避免