如何做physical aware synthesis及需要注意的點

這期內容當中小編將會給大家帶來有關如何做physical aware synthesis及需要注意的點，文章內容豐富且以專業的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

方法學上，感謝DEF 架起了前后端之間的橋梁，DEF 將 floorplan 的信息傳遞給綜合工具，使其可以在邏輯優化時考慮真實的『物理信息』，并根據DEF 的約束做placement 及global route , 依據global route的結果估算net delay，與此同時也做congestion 優化，完成所謂的 physical aware synthesis。

工具端，C跟S都跳脫不出方法學，只是實現方式上有所差別而已，S家的physical synthesis 除了要設physical 相關的變量之外，大概還需要額外三個東西（此處完全憑不靠譜的記憶，如有謬誤請指正）：1) dc_shell -topo; 2) create MilkWay DB; 3) compile_ultra -spg。本文將以C 家的Genus 為例來陳訴如何做physical aware synthesis。講工具的套路都是從輸入跟輸出說起，然后再一一展開，下圖是從Genus physical RAK上摳的圖（RAK是一系列簡單的lib，C家每個工具都有多個RAK, 在C家網站上可以下載到，強烈建議下載學習）。

Genus physical 的輸入除了 lib/rtl/sdc 之外，還必須要有tech lef/ std cell lef/ macro cell lef; DEF; QRC tech file。

LEF: tech lef/std cell lef/ RAM lef 由foundry 提供，sub-block lef 由后端提供。

• 用命令：set_attribute lef_library $lef_files 讀入，必須將tech lef 放在lef file list的首位；必須要讀全用到的所有cell 的lef，否則在log 中會看到警告：『由于某個cell 的物理信息不可用，所以該cell 被設成了不可用。』

• Genus 從LEF 中讀入如下信息：

• CAPACITANCE CPERSQ

• EDGECAPACITANCE

• RESISTANCE RPERSQ

• SITE

• WIDTH 

• Coupling capacitance

• Capacitanceper unit of area

• Fringing capacitance

QRC: QRC由foundry 提供，是個加密文件。

• 用命令：set_attribute qrc_table_file $qrc_files 讀入.

• Genus 從QRC 中讀入如下信息：

• PROCESS_VARIATION

• BASIC_CAP_TABLE

• width

• Cc

• Carea

• Cfrg

DEF: floorplan 信息，由后端提供，后端大佬們說這是P&R 的靈魂所在，是基石是一切成功的基礎。

• 在Innovus 用Defout -floorplan -NoStdCell寫出一個包含以下部分的DEF，此處有注釋。

• 在Genus 中用命令read_def 讀入DEF file. Genus在讀DEF 時會check DEF 的Quality 并會報出相關的warning, 讀完DEF 后會生成一個如下的summary 報告，請修正需要修正的Error 跟Warning。

• 讀完DEF 后用命令 check_floorplan 進一步check DEF 的quality, 并及時修正Error 跟 Warning。

在輸入干凈了之后就可以命令工具開始做帶物理信息的邏輯優化了，Genus 采用的是early physical，即從最開始就帶著physical 信息做優化。Genus physical整個優化過程由syn_gen -physical, syn_map -physical, syn_opt -physical/ spatial 三步構成。建議在做完每一步優化后就寫一個db 出來，在debug 的時候可以根據需求讀入不同階段的db, 比如debug 前后端module placement 的 correlation, 可以讀入syn_gen 后的DB 起GUI highlight module place 跟Innovus 的module place 對比。

Genus physical 有兩種flow, 兩個flow 的區別是：

• syn_opt 所用option 不同，一種是：syn_opt -physical. 另一種是：syn_opt -saptial。

• syn_opt -physical 會調用Innovus 來做placement 跟global route，結果是legalize 的，后端如果吃入Genus 寫出的netlist + DEF 則只需要run place_opt_design -incr 即可。

• syn_opt -spatial 用Genus 內嵌的placement 引擎做placement 跟 global route，結果不是legalize 的，后端需要run full place_opt_design.

• 兩個flow 的相關變量有差別，用戶可以根據自己的設計、工藝跟團隊構成選擇相應flow。

綜合完成后，需要check 綜合的quality，對于physical aware synthesis 除了PPA 還需要關注 overflow，此處說兩點：

• 用report_timing -physical -gui 可以在layout 中highlight 出完整的timing path，是debug timing最基本的一招而且十分有效，可以看數據流、看走線，看bufferring. 

• report congestion可以report 出overflow，打開congestion map 去看congestion 是由什么引起的，然后對癥下藥。如：跟macro 相關的congestion 需去找后端確認floorplan 是否需要調整；跟結構相關的congestion 是否在綜合時需要對這些結構設置map_to_mux, 以使其保持mux 結構而非替換成大量的OAI/ AOI; 如是cell堆積引起的congestion，找AE 確認是否有變量讓工具可以將congestion 嚴重區域的cell 推散。

上述就是小編為大家分享的如何做physical aware synthesis及需要注意的點了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道。