現(xiàn)象
就是一個(gè)endpoint既有setup違反,又有hold違反;如果去修hold可能setup惡化;如果去修setup可能hold惡化。
成因
1、不同PVT條件下的cell delay variation較大;
2、某些cell的library setup time或library hold time特別大;
3、setup與hold的uncertainty或者derate約束較為嚴(yán)格或悲觀;
4、launch clock和capture clock的skew較大,OCV導(dǎo)致setup和hold都較難收斂;
5、Timing path具有較大的cross-talk,因?yàn)榇當(dāng)_對(duì)setup和hold都是惡化的。
path種類
1、endpoint相同,startpoint不同:
Path1容易出現(xiàn)hold問(wèn)題,path2容易出現(xiàn)setup問(wèn)題;如果在path1和path2的commen part修timing就會(huì)導(dǎo)致另外一個(gè)path的惡化;所以應(yīng)該分別在path1的非commen part修hold,在path2的非commen part修setup。
2、endpoint相同,startpoint相同,Launch clock和capture clock的skew較大:
Launch clock和capture clock的非commen part會(huì)吃掉大量OCV,使得setup和hold都惡化;所以需要思考一是是否可以做短非commen part,二是非commen part選用一些在不同PVT下cell delay variation較小的CK cell。
3、endpoint相同,startpoint相同,timing path上串?dāng)_較大:
串?dāng)_對(duì)setup和hold都是惡化的,可以使用“NDR rule” “shielding” “size drive-cell” “insert buffer”等方法fix cross-talk。
4、endpoint相同,startpoint相同,也沒(méi)有cross-talk等問(wèn)題,但是有互卡:
首先看約束(包括uncertain、derate)是否合理,如果不合理需要校正。看看不同PVT library中setup/hold time是否差異很大,是否可以考慮換一下不同的lib cell。看看path上不同PVT條件下的cell delay variation是否巨大。如果是可以考慮:1換VT,一般LVT的cell在不同PVT下delay差異較小;2、換corner,是否可以考慮換收斂的corner;3換lib cell,換cell delay variation的cell。
不同VTcell的delay差異
VT指的是MOS管的閾值電壓(threshold voltage)。當(dāng)柵源電壓(Vgs)由0逐漸增大,直到MOS管溝道形成反型層(圖中的三角形)所需要的電壓為閾值電壓。
影響VT有如下因素。金半接觸電勢(shì)差:和柵極金屬方塊電阻以及襯底摻雜濃度有關(guān);氧化層中的電荷密度;半導(dǎo)體費(fèi)米勢(shì);柵氧化層厚度;襯底摻雜濃度。源襯電壓。
在一般工藝中,一般是通過(guò)控制襯底摻雜濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)不同VT的。
如果MOS管閾值電壓小,那么其飽和電流小,一般MOS管開(kāi)啟瞬間在飽和區(qū),飽和電流小意味著需要的逃逸掉的載流子更少;對(duì)于低VT的cell,顯然是更容易導(dǎo)通,而且其導(dǎo)通速度受PVT影響更小。
真的可以考慮換收斂corner
如下案例來(lái)自網(wǎng)友,原文鏈接如下,作者是“mnluan”。https://bbs.eetop.cn/thread-616584-1-1.html
說(shuō)保hold,這樣的回答是對(duì)的,傳統(tǒng)思路就是保hold然后setup降頻。但是我想說(shuō),如果不允許降頻,你又會(huì)怎么辦呢?
分享一下我們當(dāng)時(shí)做出的不一樣決定。在我們的案例中,有個(gè)800M的clock gate路徑,同時(shí)出現(xiàn)了hold和setup的violation。如果保hold,setup勢(shì)必要降頻,而我們的降頻無(wú)法做到從800M降頻到750M,要降頻就是直接降到了400M。而一旦降到400M,不要說(shuō)性能了,功能都錯(cuò)了。
因?yàn)閷?duì)于送入芯片的數(shù)據(jù)根本處理不過(guò)來(lái)。這樣一來(lái),即使保住了hold,也是個(gè)廢品。所以當(dāng)時(shí)我們分析了整個(gè)產(chǎn)品,不單純是我們自己設(shè)計(jì)的芯片,查看板上其他芯片的文檔。發(fā)現(xiàn)有個(gè)芯片工作溫度最低是0度,而不是我們的-40度,于是首先調(diào)整了我們自己分析hold的corner,換成0度的庫(kù)分析,hold violation減少了一些,但還是violation。接著又從客戶那邊了解到,實(shí)際使用時(shí),會(huì)給產(chǎn)品進(jìn)行一段時(shí)間的預(yù)熱,所以我們大膽的把分析hold的corner調(diào)整到了TT下,hold check是過(guò)去的。
然后我們對(duì)工藝廠這些年生產(chǎn)我們芯片時(shí)的良率進(jìn)行了分析,得出結(jié)論是,他家的Process大概率不在FF上,可以用TT分析。最后,我們保證了SS corner下的setup,用TT corner下的hold check代替了傳統(tǒng)FF corner下的hold check。
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原文標(biāo)題:setup和hold互卡情況和解決辦法
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