高速数模接口时序路径的零周期检查

1问题背景

模拟 ip lib 内部 ADC 的时序建模数模接口时序路径，是模拟IP内的ADC2数字域的第一级寄存器（ff1 reg）。时钟是ADC时钟，时钟source点是模拟IP内的grp pin(对应模拟IP内PLL的输出端)。时钟频率是2GHz（时钟周期是500ps）。

这个数模接口路径设计模拟IP内的三段延迟。一是grp pin到模拟IP dataout pin的组合逻辑时序弧延迟（delay1）。二是grp pin到ADC的时钟延迟(delay2）。三是grp pin到模拟IP的clockout pin的时钟逻辑时序弧延迟(delay3）。

ADC内部采样时钟属于模拟时钟，不参与数字CTS，延时固定封装在黑盒模型（模拟ip的lib文件，由模拟设计工程师提供），这个值一般比较小，几乎可以忽略。

2数模接口hold违例

假设delay1是350ps，delay2是0ps，delay3是100ps，ADC2ff1reg上在数字域还有少量组合逻辑（假设其为delay4，假设其值为0ps），ADC时钟周期是500ps，数字域cts后时钟latency大概是600ps左右。

根据setup和hold计算公式大概判断，默认情况下setup slack大概为700ps左右；hold slack大概为-300ps。

这种情况下，hold是能修的，因为有setup余量。但是数模接口上时序路径很多，hold违例很多，如果硬修，数模边界附近hold buffer可能会插爆，local density爆表。

3同沿检查

多周期检查。

此时的multicycle默认设置如下（单周期路径默认关系）：

set_multicycle_path 1 -setup -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path 0 -hold -from CLK1 -to CLK2

即默认情况下：setup检查是从launch_clk的一个上升沿到capture_clk的下一个上升沿，hold检查是从launch_clk的一个上升沿到capture_clk的捕获沿的前一个沿。-hold默认移动launch_clk，-setup默认移动capture_clk。

所以在数模接口时序路径上采用了一种特殊约束，0周期约束（或者叫同沿检查）。

set_multicycle_path 0 -setup -from grp_pin  -to ff1_reg/D
set_multicycle_path 0 -hold -from grp_pin  -to ff1_reg/D

set_multicycle_path N -setup含义: setup 捕获沿相对默认单周期捕获沿向后偏移N个周期。默认单周期:-setup1→偏移1-1= 0，不偏移，标准单周期检查。

公式:setup捕获沿偏移量=N-1。 set_multicycle_path 0 -setup中 N=0,偏移量=0-1=-1 ，setup捕获沿向前移动1个时钟周期(往发射沿方向挪1拍)，比默认单周期捕获沿早一个周期。 默认单周期:发射沿0→捕获沿1 。-setup 0:发射沿0→捕获沿0(同一个时钟沿做setup检查)。 这就是zero-cycle path(零周期路径)。

set_multicycle_path N -hold含义：hold检查是从launch_clk的一个上升沿到capture_clk的捕获沿的前的"N+1”个沿（默认就会移动一个沿），此处N为0意思就是把和setup检查对应的那个发射沿向右移动1个cycle。

4零周期检查下数模接口的时序

本来setup slack大约是700ps，0周期检查后，setup slack大约减少一个时钟周期为200ps。

本来hold slack大约为-300ps，0周期检查后，hold slack大约为+200ps。

通过0周期检查，将setup余量和hold余量进行置换了，不用插hold buffer了，皆大欢喜。