Временной анализ и трассировка при проектировании иерархического блока

Задачи:
Создать маршрут проектирования с использованием план групп (plan_groups)
Провести оптимизацию тайминга и добиться работы блока на частоте 1 Ггц (рабочий блок cu_cu и alc0_int_com)
Написать скрипты для ручной трассировки дизайна

Маршрут проектирования:
Логический синтез
Планирование кристалла
Топологический синтез блока
Размещение элементов в макроблоках (plan groups)
Оптимизация тайминга
Трассировка
Установка пинов
Фиксация плангрупп

Временной анализ
slack – разница между временем необходимым для установки сигнала на элементе и реальным временем которое для этого имеется.
Критический путь – путь с наименьшим значением slack
Основная задача при оптимизации тайминга: уменьшить (по модулю) значение slack в критическом пути вплоть до 0.

Оптимизация тайминга
Автоматическая оптимизация
Буферизует длинные пути
Изменяет размер ячеек
Изменяет расположение ячеек
Исследование зависимости slack в дизайне от числа итераций
Резултат: оптимальным является использование двух итераций

Оптимизация тайминга
Оптимизация путем корректировки частоты синхросигнала
Частота синхросигнала влияет на алгоритм оптимизации САПР
Минусы: выигрыш в тайминге отрицательно сказывается на площади дизайна, при clock = 0,1 нс - количество ячеек возросло на 3.5 %
Исследование зависимости Slack от частоты Clock
На графике возле каждой точки указано количество ячеек в дизайне.

Оптимизация тайминга
DC – ICC итерации
В маршруте использовались два САПР (Средство автоматического проектирования)
DC (Design Compiler)
IC Compiler
Результат:
- Slack уменьшился на 0.3 нс (2.1830 - 1.8107)
- оптимизация негативно сказалась на площади дизайна увеличив ее на 34% (725×725 - 850×850)
- в процессе оптимизации на внешнем уровне иерархии появились дополнительная 371 ячейка что испортило созданную иерархию.
Проблема: DC оптимизирует лучше чем ICC, но DC не работает с plangroups.
Решение: использовать DC повторно после создания plangroups, выгрузив всю информацию о них из ICC.
Вывод: применение такой оптимизации нецелесообразно

Трассировка
Проблема:
При автоматической трассировке САПР прокладывает провода не оптимальными способом.
Решение:
Прокладка части проводов вручную
Для облегчения ручной трассировки написаны вспомогательные скрипты:
Скрипт, позволяющий объединить неветвящиеся провода двух план групп в шину
Скрипт, соединяющий шинами соседние план группы
Скрипт, соединяющий шинами все план группы
Ручная трассировка завершается автоматической до разводкой проводов и установкой пинов.

Фиксация плангрупп
До
После
Последний этап маршрута – фиксация плангрупп позволяющая работать с ними как с обычными стандартными ячейками

Результаты работы
Создан новый маршрут проектирования с использованием plangroups.
Придуманы и проанализированы несколько оптимизаций для тайминга
Обеспечена работа тестовых блоков на частоте 1 Ггц
Написаны вспомогательные скрипты для ручной трассировки