RQS_CLOCK-12時鐘設(shè)置建議

在本篇博文中，我們來聊聊“RQS_CLOCK-12”時鐘設(shè)置建議以及它如何幫助達(dá)成時序收斂。

要求：

掌握如何生成和應(yīng)用 report_qor_suggestions。

基本掌握 CLOCK_LOW_FANOUT 約束。

RQS_CLOCK-12：

RQS_CLOCK-12 建議屬于專為 UltraScale 和 UltraScale+ 器件生成的自動增量式友好建議。

它使用“CLOCK_LOW_FANOUT”屬性，并將該屬性分配給時鐘信號線或者一組寄存器，由全局時鐘緩沖器根據(jù)其負(fù)載數(shù)目來驅(qū)動。

將該屬性應(yīng)用于時鐘信號線時，全局時鐘緩沖器的負(fù)載將被約束并放置到單個時鐘區(qū)域內(nèi)。

將該屬性應(yīng)用于一組寄存器時，在 opt_design 期間創(chuàng)建的現(xiàn)有全局時鐘緩沖器的基礎(chǔ)上，還會并行復(fù)制一個全新的全局時鐘緩沖器。新全局時鐘緩沖器的負(fù)載僅適用于該屬性應(yīng)用到的各組寄存器，并約束到單個時鐘區(qū)域。

現(xiàn)在我們來看看 RQS_CLOCK-12 建議如何應(yīng)用 CLOCK_LOW_FANOUT 來降低時鐘偏差，進(jìn)而幫助設(shè)計達(dá)成時序收斂。

假設(shè)已布線的設(shè)計中存在如下兩個場景，其中存在錯誤的時鐘偏差，導(dǎo)致從寄存器到全局緩沖器的控制管腳 (CE/CLR) 的路徑上存在時序違例。

場景 1：

在這條時序收斂失敗的路徑中，時鐘緩沖器 BUFGCE1 (clockout3_buf)、寄存器及其驅(qū)動程序 BUFGCE2 (bufce_i) 全都布局在同一個時鐘區(qū)域內(nèi)。驅(qū)動寄存器的 BUFGCE1 存在高扇出 (6419)，且負(fù)載導(dǎo)致其時鐘信號線遍布整個器件，如圖高亮所示。

該工具所選的 CLOCK_ROOT 位置遠(yuǎn)離驅(qū)動它的全局時鐘緩沖器，導(dǎo)致時鐘信號線延遲過高且時鐘偏差過高。

場景 1 的解決辦法：

對寄存器應(yīng)用 CLOCK_LOW_FANOUT，這樣即可復(fù)制 opt_design 期間創(chuàng)建的原始 BUFGCE1 以創(chuàng)建新的 BUFGCE (clkout3_buf_replica)，且僅將其用于驅(qū)動此關(guān)鍵寄存器。這樣將把信號線約束到單個時鐘區(qū)域內(nèi)，從而減少時鐘信號線延遲。

并且，由于時鐘源和負(fù)載都位于相同時鐘區(qū)域內(nèi)，CLOCK_LOW_FANOUT 會強(qiáng)制將 clock root（時鐘根）包含在相同時鐘區(qū)域內(nèi)，從而幫助降低時鐘偏差。

對關(guān)鍵寄存器應(yīng)用CLOCK_LOW_FANOUT后的板級原理圖：

在 opt_design 的 BUFG 最優(yōu)化階段，在為 CLOCK_LOW_FANOUT 屬性創(chuàng)建的全局時鐘緩沖器上應(yīng)該會顯示一條消息。

例如：

語法：

場景 2：

在這條時序收斂失敗的路徑中，時鐘緩沖器 BUFGCE1 (clkout1_BUFG_inst)、寄存器及其驅(qū)動程序 BUFGCE2 同樣全都布局在同一個時鐘區(qū)域內(nèi)。BUFGCE1 驅(qū)動寄存器的扇出較低 (16)，但負(fù)載分布于多個時鐘區(qū)域（以紅色標(biāo)記）。由此導(dǎo)致該工具所選的 CLOCK_ROOT 不同于驅(qū)動它的全局時鐘緩沖器，進(jìn)而導(dǎo)致時鐘信號線延遲過高且時鐘偏差過高。

場景 2 的解決辦法：

當(dāng)BUFGCE1扇出較低 (<2000) 但時鐘負(fù)載遍布多個時鐘區(qū)域時，對?BUFGCE1?直接驅(qū)動的時鐘信號線應(yīng)用?CLOCK_LOW_FANOUT?即可將其所有負(fù)載的布局都約束到單個時鐘區(qū)域內(nèi)。這將減少時鐘信號線延遲。

現(xiàn)在，時鐘源和負(fù)載都位于相同時鐘區(qū)域內(nèi)，因此CLOCK_LOW_FANOUT會強(qiáng)制將clock root包含在相同時鐘區(qū)域內(nèi)，從而幫助降低時鐘偏差。

對時鐘信號線應(yīng)用CLOCK_LOW_FANOUT后的板級原理圖：

語法：

總結(jié)：

在本篇博文中，我們學(xué)習(xí)了 2 個設(shè)計示例，其中演示了如何生成 RQS_CLOCK-12 建議以將 CLOCK_LOW_FANOUT 屬性應(yīng)用于由全局時鐘緩沖器直接驅(qū)動的寄存器或時鐘信號線。

審核編輯：湯梓紅