时钟树优化与有用时钟延迟

时钟树优化与有用时钟延迟在 “后端时序修正基本思路” 提到了时序优化的基本步骤。其中，最关键的阶段就是时钟树建立。基本的优化都优先在数据路径上进行，并且希望路径尽量的短，最好在一个时钟周期之内。当然，如果考虑输入、输出延迟，收敛悲观因素，库的建立时间，与时钟不确定性，以及不同时钟沿触发等因素，这个要求还要进一步的压缩，这些将在以后陆续进行讨论。

通常，我们希望时钟树偏差(clock tree skew) 越小越好，目标为零。所以，在建立时钟树(CTS)之前，我们首先将时钟设定为理想时钟。这样的好处是，优化数据路径时，不会对时钟路径有额外的修改。而且，因为排除了时钟的影响，可以看到最终优化的结果，是否能够满足时序的要求。如果不满足，最要考虑的就是数据路径组合逻辑是否太多，导致延迟过长。其他，可以估计一下RC延迟所占的比例，比如15%左右，过长时，检查是否路径逻辑单元之间是否间隔的太长等等。不过，本文重点要讨论的是，路径过长时，如何通过增加有用时钟延迟(useful skew) 来达到时序的满足。

IC compiler 有这样的命令 skew_opt ，还有其两次流程（two pass）可供参考。

阅读过本文后，我相信大家可以大致了解其工作的基本思路。

如果流程不正确，skew_opt 可能花费过长的运行时间，而且，不能达到预期的效果。如果我们清楚其中的原理，就可以更好，更自由的运用与发挥。

在不要考虑过多的情况下，如图，在理想时钟前提下，时序无法满足，即slack < 0 。原本我们可以做：

1，最短化数据路径，

2，提前启动时钟路径，

3，推迟捕获时钟路径。

因为选项1，我无法压缩它，现在我可以做的，就只有选项2和3了。

以选项3为例，目标为加长捕获时钟路径：

set slack [get_attr [get_timing_path] slack]

set_clock_tree_exceptions \

-float_pin_max_delay_rise $slack \

-float_pin_min_delay_rise $slack \

-float_pins $capture_clock_pin

以上是icc 命令的范例，大体上表达将小于零的slack 以时钟特例的形式赋给捕获时钟路径在寄存器的时钟脚位。这样，icc在进行时钟树综合的时候，就会有意在捕获路径上增加多的延迟单元，起到人为的偏移，从而实现用户的意图。

当然, skew_opt 中，还有运用set_clock_latency和balance_group 来辅助时钟树平衡，以达到更好的效果。