數字IC基本概念之時序路徑
//來自微信公眾號 「數字晶元實驗室」
時序分析工具可以查找並分析設計中的所有時序路徑（timing paths）。 每條時序路徑有一個起點（startpoint）和一個終點（endpoint）。
起點是設計中數據由時鐘邊沿觸發的位置。 數據通過時序路徑中的組合邏輯傳播，然後被另一個時鐘邊沿在終點捕獲。
時序路徑的起點是時序元件的時鐘引腳或設計的輸入埠。
時鐘邊沿在起始點觸發數據。 輸入埠也能被視作起點，是因為輸入埠是由外部源觸發的。
時鐘邊沿在終點捕獲數據。輸出埠也能被視作終點，是因為輸出埠是在外部捕獲的。
每條路徑從時序路徑起點開始，經過一些組合邏輯，然後在終點被捕獲：
?Path 1：從輸入埠開始，到達時序元件的數據輸入。
?Path 2：從時序元件的時鐘引腳開始，到時序元件的數據輸入。
?Path 3：從時序元件的時鐘引腳開始，到輸出埠結束。
?Path 4：從輸入埠開始，到輸出埠結束。
設計中的每條路徑都有一個相應的時序slack（timing slack）。 slack是一個時間值，可以
是正的，零或者負的。 具有最差slack的單一路徑稱為關鍵路徑（critical
path）。我們可以將設計的時序路徑分組，以便進行時序分析、報告和優化。 例如，可以將輸入到寄存器（input-to-register），寄存器到寄存器（, register-to-register）和寄存器到輸出（register-to-output）路徑分成三個單獨的組，因為它們具有不同類型的時序約束。
默認情況下，設計中使用的每個時鐘都有一個時序路徑組（path group）。
以下是report_timing命令生成的典型時序報告：
默認情況下，report_timing命令報告每個路徑組（path group）中建立時間最差的時序路徑。
在此示例中，與時序報告的路徑關聯的邏輯如下圖所示：
時序報告首先顯示時序路徑起點（Startpoint），時序路徑終點（Endpoint），時序路徑組（path group）名稱和時序路徑檢查類型。
在此示例中，時序路徑檢查類型為「max」，表示最大延遲或建立時間檢查; 「min」表示最小延遲或保持時間檢查。
時序報告顯示了沿著路徑的延遲計算。該表包含Point，Incr和Path的列，
分別列出了沿著時序路徑的點（引腳），每個點對延遲的貢獻，以及到那一點的累積延遲。
Incr列中的星號（*）符號表示SDF反標延遲的位置。 「Path」列中的字母「r」和「f」表示在時序路徑中的那個點上，信號轉換是上升還是下降。
表中顯示的「數據到達時間（data arrival time）」是path group中延遲最長的路徑延遲。
「數據所需時間（data required time）」是時序路徑中數據的允許到達時間，考慮了捕獲時鐘邊沿時間，時鐘網路延遲，時鐘不確定性以及庫的建立時間要求，是沿著時鐘路徑的最小延遲。
時序報告末尾顯示的slack值是data required time減去data arrival time。
在這個例子中，slack是一個非常小的正值，這意味著時序約束恰好得到滿足。 負slack需要改變設計來fix 時序違例。 例如，時序路徑中的驅動單元可以用更大的單元替換，以獲得更大的驅動強度，這將減少線延遲。 另一方面，一個很大的正slack可以將時序路徑中的驅動單元可以替換成較慢，較小的單元來減少面積或較慢的，較高閾值的單元來減少泄露功耗。
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