Design Compiler基础知识整理

DC的四种工作模式：

工具模式：wire load mode和 topographical mode
非工具模式：Multimode和UPF模式（Unified Power Format）

非工具模式只能用在topographical mode下，wire load mode是默认模式，启动dc时必须选择工具模式的一种。Multimode允许在多个操作条件和多种模式下操作工具（比如：测试模式和备用模式）。UPF模式允许指定先进的低功耗方法。

不同模式下的编译命令

Wire load mode下的编译命令为:compile和compile_ultra。compile命令运行DC Expert，DC Expert综合你的HDL描述到优化的、技术相关的门级设计中。它支持广泛的平面和分层设计风格，可以优化面积，时序和功耗的组合和时序设计。compile_ultra运行DC Ultra（无topo模式的特点），DC Ultra提供了同步优化时间，区域，功率，并测试高性能设计。它还提供了高级的延迟算术优化，高级的定时分析，自动漏电能力优化和寄存器重定时。

Topographical mode：使用物理约束时必须在该模式下。在综合时精确预测布线后的时序、面积、功耗，时序的估算无需基于线载模型。综合命令：compile_ultra和compile_ultra -spg

一些杂乱的知识点

• 在dc_shell下也可以使用unix命令诸如： pwd、 cd 、ls、history、alias等。

• 重复最后一条命令dc_shell> !!

• 执行第七条命令dc_shell> !7

• 执行最后一条report命令dc_shell> !rep

• 执行任何shell命令dc_shell> sh < UNIX_command >

• 得到unix变量值dc_shell> get_unix_variable

• set_app_var与set的区别是前者检查语法错误，然后设置一个自定义变量，后者不检查语法错误，直接定义一个变量；

• set_app_var link_library “* $target_libs”通过link_library解决引用问题：先在DC内存中匹配design name，再在变量中匹配library cell name。

• set_app_var search_path “./mapped ./rtl ./libs”会从左往右依次寻找；

• 行注释用 “#” ，行间注释用“ ；# ”；

• 可以在没有原先设计文件下，迁移旧库综合的netlist到新库的netlist

• 读文件read_verilog / read_vhdl / read_sverilog：多条命令分别读多个文件（module分在各个文件），最后一个读到的model是当前设计；一次性读多个文件（module分在各个文件），第一个module是当前设计，一次读一个文件（多个module在一个文件），第一个module是当前设计。

• 好的习惯是link之前指定current_design，在link之后check_design，可以使用link和check_design的返回值来让脚本继续执行还是终止；

• check_design -html chech_design.html & sh firefox check_design.html

• elaborate是在读源文件时唯一修改module参数的方式：

  analyze 分析HDL源程序并将一些中间文件保存在WORK

  elaborate $my_top -parameters “A_WIDTH=8,B_WIDTH=16”
  将产生的中间文件生成verilog模块或VHDL的实体（缺省情况下elaborate读取WORK下的文件）

• 在解决模块调用IP时，将IP/Macro-cell library 加入link_library即可。target_library一般只包含一个库文件。

• ddc文件通过write -format ddc -output file_name.ddc生成，ddc文件可以通过read_ddc {decode.ddc encode.ddc}读取，对大小写敏感，在写ddc时，可以指定-hier来保存整个设计的hierarchy，没有该项，只写出部分（如果没有指定输出对应设计的ddc文件，那么默认输出当前设计的ddc）

• ddc文件是translate 的到的：rtl -> unmapped ddc。在compile之前保存ddc文件，以备下次使用，而不需要重新translate，当然rtl修改后需要重新translate。注意：在约束前产生的ddc和约束后产生的ddc不一样

• 在compile后，根据需要也可以输出map之后的ddc文件，该文件包含netlist、constraints和attributes，该ddc文件可以高效的被dc重新读取或者被icc读取。

• link查找顺序：DC memory ->link_library -> CWD ->默认的search_path ->额外的search_path

• “layout“ vs “abstract”：后者只包含P&R所需要的的最小数据

• Technology File（.tf文件）：描述金属和via层的参数

• check_library：逻辑库和物理库的一致性检查

• check_tlu_plus_file：检查TLUPlus和.tf的一致性

• get_*命令返回current_design，DC memory，libraries中的对象，对象可以使用通配符，返回一个集合，或者返回空集合

• all_*命令：all_inputs、all_outputs、all_clocks、all_registers、all_ideal_nets、all_fanin、all_fanout、all_connected、all_dont_touch、all_high_fanout返回对应集合。

• add_to_collection # Add object(s) to a collection. Result is new collection

• append_to_collection # Add object(s) to a collection. Modifies variable

• compare_collections # Return 0 if two collections contain the same objects

• copy_collection # Make a copy of a collection. Result is new collection

• filter_collection # Filter a collection, resulting in new collection

• foreach_in_collection # Iterate over a collection

• index_collection # Extract object from collection. Result is new collection

• remove_from_collection # Remove object(s) from a collection. Result is new collection

• sizeof_collection # Get the number of objects in collection

• sort_collection # Create a sorted copy of the collection

  =~ Matches pattern

  !~ Does not match pattern

• list和collection是两个感念：

  list可以理解为字符串，用foreach来遍历，echo、llength

  collection可以理解为指针，用foreach_in_collection 来遍历，sizeof_collection、query_objects

• 检查DC脚本命令：dcprocheck example.tcl

• 启动dc_shell后运行脚本：dc_shell> source example.tcl

• 在dc_shell>下查手册或者信息：man+command或者info+command

• target_library：synthesis的map阶段需要的实际工艺库

• link_library：链接库，用于连接模块，“*”表示内存中所有的库

• link：读取完所要综合的模块之后，将读到的DCmemory中的模块连接起来（出现unresolved design reference的警告，需要重新读取模块）

• logic optimization和mapping 均在compile时完成，可以使用特殊的优化方法：structural和flatten

• set_dont_touch：在当前设计和库单元上设置单元格、网格、引用和设计的dont_touch属性，以防止在优化期间修改和替换这些对象

• all_fanout：返回指定源扇出中的一组引脚、端口或者单元

• set_wire_load_mode：连线负载模式，模块之间的。有三种情况：enclosed、top和segmented。设置线载模型用于计算电容

• set_wire_load_model：模块内部连线模型

• compile_seqmap_propagate_constants：默认值为true。控制编译命令是否尝试识别和删除常量寄存器，并且在整个过程中传播常量值。

• hdlin_preserve_sequential：在设计中控制复杂的和读取的命令是否保留了卸载的顺序单元

• sh_continue_on_error：允许脚本出错时继续执行命令

• sh_source_emits_line_number：指示发出信息的错误消息严重级别，列出该消息发生时的脚本名和行号：E代表只报error；W代表报error和warning

• set_load：指定端口或者网络上设置的load属性

• load_of：返回指定端口cell的pin电容

• set_fix_multiple_port_nets:在当前的设计或设计列表设置固定多路网属性到指定的值

• report_timing -slack_lesser_than 1 报告小于1ns的时序路径

• max_path 指定每个路径组报告的路径数

• nworst 指定每个端点报告的最大路径数，默认为1，只会报告给定端点结束的最坏路径。
  -delay max min 报告路径组中的建立时间和保持时间的关键路径，max为建立时间

• uniquify ：为设计中的每一个模块产生一个名字唯一的拷贝，可根据每个模块本身特有的环境做优化和映射。

• 用group创建层次，ungroup解除层次关系：

  dc_shell>group -design_name NEW_DES -cell_name u23 {u2 u3}
  dc_shell>current_design NEW_DES
  dc_shell>ungroup {u2 u3}

• 设置面积约束：set_max_area 100 单位面积在不同的工艺库下所指的的一样：以二输入与非门的面积为单位面积、以单个管子所占面积为单位面积、以实际面积1um2为单位面积。在不知道的情况下可以综合一个二输入与非门来看数值，来确定具体所指。

• 定义时钟：create_clock -period 10 [get_ports clk]
  set_dont_touch_network [get_clocks clk]

• 设置输入输出约束：set_input_delay -max 4 -clock clk [get_ports A]
  set_output_delay -max 4 -clock clk [get_ports B]

• 检查约束：report_port -verbose 报告当前设计中定义的I/O端口属性和施加的约束

• report_clock：报告当前设计中定义的时钟及其属性情况

• reset_design：删除当前设计中所有的属性值和约束（该句命令一般位于脚本第一句）。移除设计remove_design -design

• list_libs：列出内存中所有可用的库

• check_timing：检查是否有路径没有加入约束

• check_design：检查设计中是否具有悬空的管脚或者输出短接的情况

• write_script：将施加的约束和属性写出到一个文件内

• 列出命令的开关选项：help -v set_input_delay

• 集合中删除元素：set all_except_clk [remove_from_collection \
  [all_inputs] [get_ports clk] ]

• 引入时钟偏差：set_clock_uncertainty 0.5 [get_clocks clk]

• 时钟源延时：set_clock_latency -source

• 网络时钟延时：set_clock_latency

• 布局后综合：set_propagated_clock

• 同步多时钟：虚拟时钟 creat_clock -period 20 -name CLKA 红色部分必须指定，没有端口或者管脚

• 过滤器：

  filter_collection [get_cells *] “ref_name == AN2”
  filter_collection [get_cells *] “is_mapped == true”

  get_cells -filter “@dont_touch == true”

• 中断编译：ctrl+D

• file操作：

  • rootname：返回“.”之前的字符串，无点则直接返回整个字符串
  • extension：返回最后一个“.”之后（包括点）的字符串，没有点，那么返回空字串
  • isdirectory： 文件是目录则返回1，否则返回0
  • isfile：是文件本身，返回1，否则返回0

• 为了保证结构的完整性，需要添加工作路劲：define_design_lib WORK -path ./work