时钟树平衡方法与流程

本技术涉及集成电路设计领域，具体而言，涉及一种时钟树平衡方法。

背景技术：

1、芯片设计过程包括时钟树综合，时钟树综合用于构建芯片设计的时钟树，并利用时钟树确定芯片设计的时序，以便于设计人员调整设计使时序收敛。

2、时钟树的时钟门控单元包括叶节点和根节点，以粒度对根节点和叶节点之间的时钟门控单元进行区分，可以分为粗粒度，中粒度，细粒度，越靠近根节点的门控时钟单元控制的电路越多，它越‘粗’，越靠近叶节点长度cg，控制的电路越少，它越‘细’，中粒度时钟门控单元位于粗粒度和细粒度之间，其也比较靠近根节点。

3、时钟树包括时钟树主树和子树，在时钟树中，common path（公共路径）越多，越容易调整至收敛，而子树是造成时钟树非common path的原因，中等粒度时钟门控单元往往会成为非common path的起点。

4、由于中等粒度时钟门控单元比较靠近根节点，若在中等粒度时钟门控单元处就构建子树，则common path较短，非common path较长，使得构建的不同子树之间差异较大，时序验证环境差异较大，从而使得时序难以调整至收敛。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术旨在提供一种时钟树平衡方法，以减小时钟路径上非commonpath长度，从而降低时序收敛调整的难度。

2、本技术实施例提供一种时钟树平衡方法，包括：获取离散时钟门控单元；所述离散时钟门控单元被构建为代码模块；所述离散时钟门控单元被配置为可断开预设内部路径的连接；在断开所述预设内部路径的连接后，所述离散时钟门控单元能够维持时钟信号的传输，以及使所述离散时钟门控单元被时钟树综合工具视为非时钟门控单元；基于所述离散时钟门控单元替换芯片设计的芯片设计文件中的中粒度时钟门控单元；所述中粒度时钟门控单元为粒度位于细粒度和粗粒度之间的时钟门控单元；基于替换后的芯片设计文件构建目标时钟树。

3、时钟树综合工具在识别到中粒度时钟门控单元后，会以该中粒度时钟门控单元构建时钟树子树。本技术实施例中，利用离散时钟门控单元替换中粒度时钟门控单元，由于离散时钟门控单元被配置为可断开预设内部路径的连接，且在断开连接后，能够被时钟树综合工具视为非时钟门控单元，则时钟树综合工具将不以该离散时钟门控单元构建子树，从而有效减少非common path的长度，且由于断开连接后该离散时钟门控单元仍能够维持时钟信号的传输，则替换后的芯片设计文件能够正常用于时钟树的构建，而不影响芯片设计的功能和时序，构建的时钟树仍可以用于时序收敛的调整。由此，相较于中粒度时钟门控单元构建的时钟树，利用离散时钟门控单元构建的时钟树的时钟路径的common path的长度更长，非common path的长度更短，从而可以降低将时序调整至收敛的难度。

4、一实施例中，所述芯片设计文件为rtl（register-transfer level，寄存器传输级）代码，所述基于替换后的芯片设计文件构建目标时钟树，包括：对所述替换后的rtl代码进行逻辑综合，得到门级网表；所述门级网表包括所述芯片设计中各器件之间的连接关系；将所述门级网表中所述离散时钟门控单元的预设内部路径的连接断开；对断开所述离散时钟门控单元后的门级网表进行时钟树综合，得到所述目标时钟树。

5、时钟树基于门级网表生成的，而门级网表会汇总芯片设计中各器件之间的连接关系，便于用户获取所需信息。因此，在本技术实施例中，可以先进行逻辑综合得到门级网表，相较于直接从rtl代码中查找连接关系，可以有效提高查找离散时钟门控单元的预设内部路径并断开连接的效率。

6、一实施例中，在所述门级网表中通过所述离散时钟门控单元断开所述离散时钟门控单元预设内部路径的连接之前，所述方法还包括：对所述离散时钟门控单元中的标准单元进行组合，以将所述离散时钟门控单元中的各标准单元之间的物理距离约束在预设距离范围内；基于组合后的离散时钟门控单元进行布局布线。

7、离散时钟门控单元由多个标准单元组合得到，本技术实施例中，通过对离散时钟门控单元中的标准单元进行组合，将离散时钟门控单元中的各标准单元之间的物理距离约束在预设距离范围内。由此，可以有效地减少或避免布局布线对离散时钟门控单元所在路径的时序造成影响，使基于离散时钟门控单元构建的时钟树能够正常用于时序调整，减少因布局布线对时序收敛调整造成的影响。

8、一实施例中，所述对所述离散时钟门控单元中的标准单元进行组合，包括：利用自动布局布线工具的group命令组合所述离散时钟门控单元中的标准单元；所述group命令用于将所述离散时钟门控单元的标准单元之间的物理距离约束在预设距离范围内。

9、本实施例中，时钟树综合在布局布线之后，在时钟树综合前可以利用自动布局布线工具的group命令对离散时钟门控单元的标准单元进行组合，无需人工在网表中逐个修改，有效提高组合效率。

10、一实施例中，将所述门级网表中所述离散时钟门控单元的预设内部路径的连接断开，包括：基于自动布局布线工具的eco（engineering change order，工程变更指令）命令断开所述门级网表中所述离散时钟门控单元的预设内部路径的连接；或修改所述离散时钟门控单元在所述门级网表中对预设内部路径的连接的代码描述，以使所述离散时钟门控单元的预设内部路径的连接断开。

11、本实施例中，可以对门级网表中描述离散时钟门控单元预设内部路径的连接的代码进行修改，达到断开连接的目的，也可以利用自动布局布线工具的eco指令进行修改，无需逐个调整，可以达到快速批量断开连接的目的。

12、一实施例中，所述芯片设计文件为芯片设计文件为rtl代码对应的门级网表，所述基于所述离散时钟门控单元替换芯片设计文件中的中粒度时钟门控单元，包括：基于所述离散时钟门控单元替换所述门级网表中的中粒度门控单元，以基于替换后的门级网表构建目标时钟树。

13、本实施例中，rtl代码进行逻辑综合可以得到门级网表，而时钟树综合是基于门级网表执行构建时钟树，若rtl代码中为替换中粒度时钟门控单元，则还可以在门级网表阶段使用离散时钟门控单元替换门级网表中的中粒度门控单元，同样可以使得时钟树综合不以中粒度门控单元构建子树，减少非common path的长度。

14、一实施例中，所述基于替换后的芯片设计文件构建目标时钟树之后，所述方法还包括：恢复所述离散时钟门控单元中预设内部路径的连接；基于恢复连接后的离散时钟门控单元与所述时钟树验证所述芯片设计的时序。

15、本技术实施例中，恢复预设内部路径的连接，使得离散时钟门控单元能够正常起到时钟门控单元的功能，从而使得该目标时钟树能够正常用于时序收敛的调整，且由于该目标时钟树的子树的非公共路径更短，更容易将该芯片设计的时序调整至收敛。

16、一实施例中，所述基于所述离散时钟门控单元替换芯片设计的rtl代码中的中粒度时钟门控单元之前，所述方法还包括：基于所述rtl代码构建初始时钟树；确定所述时钟树中时序无法收敛的子树；将构建该无法收敛的子树的时钟门控单元确定为所述中粒度时钟门控单元。

17、rtl代码中会有较多的时钟门控单元，部分时钟门控单元需正常构建时钟树子树，而对于一些无法收敛的子树，则可能是由中粒度时钟门控单元导致，因此，可以确定时序无法收敛的原因并调整，故在本技术实施例中，可以利用rtl代码构建初始时钟树，确定出无法收敛的子树，再确定够构建该子树的时钟门控单元，将其确定为中粒度时钟门控单元进行检测，以只对需无法收敛的子树重新进行时序收敛的调整。

18、一实施例中，所述离散时钟门控单元包括：逻辑门和锁存器；所述逻辑门和所述锁存器与同一传输时钟信号的时钟信号端连接；所述锁存器和所述逻辑门被配置为均能够输出所述时钟信号至下一器件；所述逻辑门的输出端被配置为与可断开与下一器件连接，以停止输出所述时钟信号。

19、本技术实施例中，逻辑门和锁存器与同一传输时钟信号的时钟信号端连接，则逻辑门和锁存器均可以将该时钟信号传输至下一器件。当锁存器与下一器件之间的连接断开后，时钟信号仍可以通过逻辑门将时钟信号传输至下一器件，而此时锁存器所起到的是存储作用，则该锁存器将被时钟树综合工具视为缓存器，从而不用于构建时钟树子树。由此，通过逻辑门和锁存器，可以实现上述离散时钟门控单元的功能。而逻辑门和锁存器使用广泛且结构简单，可以有效降低离散时钟门控单元的构建难度。

20、一实施例中，所述逻辑门包括与门，所述锁存器包括低通锁存器；所述低通锁存器的输入端与所述时钟信号端连接；所述低通锁存器的输出端与所述与门的一输入端连接，且该连接被配置为可断开；所述与门的另一输入端与所述时钟信号端连接。

21、本技术实施例中，低通锁存器的输入端和与门的一输入端与时钟信号端连接，低通锁存器的输出端和与门另一输入端连接，则时钟信号可以通过低通锁存器从与门输出或直接从与门输出。低通锁存器的输出端和与门之间的连接被配置为可断开，断开后，低通锁存器将不传输时钟信号，时钟树综合工具会将其视为一个缓存器。由此，低通锁存器和与门通过该连接方式可以实现离散时钟门控单元所需求的功能。

22、一实施例中，离散时钟门控单元包括：逻辑门和寄存器；所述逻辑门和所述寄存器与同一传输时钟信号的时钟信号端连接；所述寄存器和所述逻辑门被配置为均能够输出所述时钟信号至下一器件；所述寄存器的输出端被配置为与可断开与下一器件连接，以停止输出所述时钟信号。

23、本实施例中，寄存器与锁存器的性质相似，未断开连接时，寄存器和逻辑门均可以正常传输时钟信号，而断开连接后，寄存器将被时钟树综合工具视为缓存器，而时钟信号则通过逻辑门输出。由此，寄存器和逻辑门的组合在未断开内部路径连接时可以达到与时钟门控单元相似的效果，在断开后又不会被时钟树综合工具构建时钟树子树，由此，可以有效减少时钟路径的非公共路径的长度。