對(duì)于setup violation，大家一定都非常熟悉，網(wǎng)上也有很多相關(guān)的資料。今天我們來(lái)介紹下對(duì)于項(xiàng)目后期ECO階段，我們?nèi)绾蝸?lái)修復(fù)setup violation.

首先我們來(lái)回顧一下setup的定義，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，setup檢查是為了檢查數(shù)據(jù)傳輸不能太慢，否則，在目的寄存器的capture edge不能正確的鎖存數(shù)據(jù)。如下圖所示：

用公式簡(jiǎn)單表示為：

Tlaunch為launch clock path delay

Tcapture為capture clock path delay

Tdp為data path delay

Tcycle為時(shí)鐘周期

詳細(xì)公式可以查看下列文章

【時(shí)序分析基本概念介紹】

上述公式成立就代表setup沒(méi)有violation，因此我們可以知道修復(fù)setup的主要方法有以下三種：

1. 減小data path的delay

這是我們經(jīng)常使用的修復(fù)setup的方法，但實(shí)際上，setup不好修的原因也是在于我們需要在data path上做減法，和hold相反，一般來(lái)說(shuō)，把path變短總是要比把path變長(zhǎng)困難許多，這邊列舉了一些經(jīng)常使用到一些減小path delay的方法。

1) Vt Swap

通常是指選用Vt更小或者channel length， 一般的，同一種cell會(huì)分為HVT, RVT, LVT, SLVT。他們的速度大小按快到慢依次排列為SLVT, LVT, RVT, HVT。 功耗大小正好相反。每種VT cell又會(huì)分為不同的channel length，比如C20, C24, C28,C32。 數(shù)值越高，速度越慢。因此，在項(xiàng)目功耗允許的前提下，我們可以采用Low Vt的cell來(lái)替換High Vt的cell，或者選用小的channel length的cell。 這是修復(fù)setup最簡(jiǎn)單也最常用的方法。

2）插入BUF

Setup violation其實(shí)絕大部分原因是由于drv造成的，我們知道，cell的delay其實(shí)是根據(jù)它的input transition，以及output load查表計(jì)算得來(lái)。因此，我們解決了cap和slew的問(wèn)題，timing其實(shí)自然也得到了解決。那drv的問(wèn)題，很多一部分我們可以通過(guò)插入buf來(lái)修復(fù)，比如net連接得太長(zhǎng)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)變?nèi)?，可以插入buf打斷net，來(lái)提高驅(qū)動(dòng)；fanout太大，也可以通過(guò)插入buf來(lái)減少fanout數(shù)目。

3）Size up cell

這其實(shí)也是一種修復(fù)drv的手段，如果某個(gè)cell的驅(qū)動(dòng)能力太弱，比較容易產(chǎn)生比較大的delay，因此我們可以通過(guò)size up這個(gè)cell來(lái)提高驅(qū)動(dòng)能力，比如X1的BUF換成X4, X8的等。

但是我們?cè)趕ize up cell前也需要注意該cell的輸入/輸出transition的變化情況，因?yàn)轵?qū)動(dòng)能力強(qiáng)的cell，它本身的load會(huì)比較大，可能會(huì)造成前一級(jí)cell驅(qū)動(dòng)不了它的情況，所以實(shí)際的data path情況會(huì)比較復(fù)雜，不一定換大驅(qū)動(dòng)的cell，delay就會(huì)變小。

一般情況下，如果我們看到某個(gè)cell的output transition比input transition大很多，那說(shuō)明這個(gè)cell的驅(qū)動(dòng)不夠，我們可以嘗試size up一下。如下圖所示：第一個(gè)X1的INV input transition是18.051，而輸出transition是66.328。明顯地時(shí)X1的INV推不動(dòng)下面的14個(gè)fanout，可以考慮提高將X1的INV換成驅(qū)動(dòng)更強(qiáng)的cell。

4）Layer assignment

這也是經(jīng)常使用的一種手段，通常來(lái)說(shuō)，高層金屬電阻較小，net delay也較小。這種現(xiàn)象在先進(jìn)工藝中更常出現(xiàn)。我們可以將繞在低層的net，刪除wire后，設(shè)置繞線屬性，讓它繞在高層。

2. 增加capture clock path delay

這也是經(jīng)常使用的一種修復(fù)setup的方法，也就是我們經(jīng)常說(shuō)的手動(dòng)useful skew的方法。如果我們發(fā)現(xiàn)在data path上沒(méi)有可以明顯減小delay的地方時(shí)，我們可以采用在capture clock前墊clock buf的手段來(lái)增加capture clock path delay，從而起到修復(fù)setup violation的目的。

但是，由于這樣會(huì)動(dòng)到clock path，所以我們墊buf前還是需要很謹(jǐn)慎的。首先我們得確保從capture clock出發(fā)的下一級(jí)path是不是有setup slack margin，同時(shí)，檢查一下到當(dāng)前該級(jí)register的input pin上的有沒(méi)有hold margin。

3. 減小launchclock path delay

這也是動(dòng)clock path來(lái)修復(fù)setup violation的一種方法，不同的我們需要減小launchclock path delay。 這類方法在平時(shí)是很少使用到的，原因也是因?yàn)闇p小path delay是很困難的，更何況clock path上用得一般都是最快的cell。理論上我們可以減小clock path的級(jí)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際操作起來(lái)還是要分析清楚clock的結(jié)構(gòu)。

上述就是一些修復(fù)setup violation的理論手段，在實(shí)際的ECO過(guò)程中，我們考慮得更多的是，如何提高修timing的效率？ 畢竟如果timing path fail較多的話，手動(dòng)修復(fù)是極其費(fèi)力費(fèi)時(shí)的一件事情。

一般signoff工具或者第三方的ECO工具都會(huì)自帶timing eco的功能，可以先做幾輪。 到工具修不動(dòng)時(shí)，可以分析下timing報(bào)告，同時(shí)應(yīng)該要通過(guò)腳本處理自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)Vt Swap的ECO腳本。因?yàn)?，Vt Swap動(dòng)的東西最少，甚至不需要重新eco route和抽spef，直接在signoff工具可以重新報(bào)timing看修復(fù)結(jié)果。

至于剩余的需要手修的path，照著timing report修復(fù)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

1）檢查timing path的hold margin。 需要注意的是，一般setup的violation在SS corner下，而hold則出現(xiàn)在FF的corner下面，兩者之間有3倍左右的timing variation。所以，檢查margin時(shí)需要考慮不同的corner影響。如果設(shè)計(jì)頻率過(guò)高的話，可能會(huì)出現(xiàn)setup和hold相互打架的情況，這時(shí)可以考慮提高net delay占的比重，修出margin。

2）盡量動(dòng)靠近endpoint的cell。因?yàn)樵酵鵳ath后面的cell，影響的path數(shù)目越少。但有時(shí)還是需要考慮path分叉情況再?zèng)Q定修復(fù)的方法。

3）修完所有path后，需要在PR工具中對(duì)動(dòng)過(guò)的cell重新擺放以及route。

相比hold來(lái)說(shuō)，setup要難修很多，大家在掌握修復(fù)方法以后，應(yīng)該進(jìn)一步考慮如何通過(guò)腳本來(lái)提高工作的效率。