根據摩爾定律的發展，晶體管的Poly的最小柵極長度已經到達了1nm甚至更小，集成電路的規模越來越大，集成度越來越高。因而，設計者已經無法像最原始的手動將HDL（Verilog/VHDL)等描述語言轉化為電路圖并描述元件間互聯來產生一個門級網表。所以各種用于ASIC設計的EDA工具(DC,Genus等)也應運而生。

圖1 邏輯綜合在整個IC設計流程RTL2GDS之間的位置

在整個ASIC設計的流程中，需要前端設計工程師完成可實現功能的RTL代碼，最后到用于流片的GDSII則是包含芯片制造廠家的工藝信息，這中間邏輯綜合起到了很重要的橋接作用。綜合工具會根據我們使用的芯片廠商提供的標準單元庫文件的信息，將HDL的RTL代碼轉化為帶工藝信息的門級電路網表（netlist），進行formal形式驗證，確保綜合過后與RTL階段功能邏輯一致后，綜合階段時序沒風險后再交付給后端工程師來進行布局布線。

小編以S家的DC為例子分享一些在設計過程中需要進行的時鐘結構分析（以經典的reg2reg為例子），約束設置，邏輯綜合。

首先作為一個優秀的邏輯綜合工程師，SDC約束/UPF/CPF約束是少不了寫的，尤其是對一些端口和Critical path，一個“干凈”的網表是后端的完美開局！約束包括環境約束和設計約束，設計約束又分 為時序約束和設計規則約束。整個綜合的過程，最關鍵的部分就是制定一個正確的約束，特別是時序約束。約束定義的好壞影響到綜合結果的優劣。

圖2 Reg2Reg的經典STA路徑

我們以對Clock的約束為例子， Clock latency通常指的就是從Clock pin(source)或IO pad中傳遞到sink點CP端的延遲，在綜合階段由于是未傳播的，因此Skew的值通常是前后兩級寄存器對應的source到CP端的Cell Delay或單純Net delay計算的差值,并包含在uncertainty內。

Clock_transiton的值要根據工藝來進行調整，通常在28nm以下的工藝，Clock_transition的值要取在對應時鐘周期的十分之一內，具體情況要根據lib內的查找表來定。下面簡單寫下在SDC中對input clock—i_clk時需要注意的約束：

同時，異步復位信號造成網表內的部分寄存器的Q—>rstn端發生setup Violation也是一個邏輯綜合工程師會經常遇到的問題,這種異步的復位端時序檢查我們需要添加MutiCyle來進行檢查上的放松。MutiCyle的放松約束包括：同頻時鐘，快到慢，慢到快等等，不同情況MutiCyle的約束書寫也不盡相同：

介紹完綜合工程師需要掌握的部分重要約束的書寫，ICer們再跟著小編來看看邏輯綜合的每個階段，到底在干什么吧！

電路的綜合一般分為三個步驟，分別是轉化(Translation)、邏輯優化(Logic Optimizaion)和映射(Mapping)。

轉化（Translation）：把描述RTL級的HDL語言(verilog），在約束下轉化成綜合工具內部的統一用門級描述的電路(Generic Boolean Gates)，即HDL—>netlist

邏輯優化（Logic Optimization）：把統一用門級描述的電路進行優化，改善路徑和門。

映射（Mapping）：把優化了的統一門級描述。以DC為例，DC使用工藝庫(lib庫）將電路映射出來，得到.ddc文件，該文件包含如映射的門電路信息與網表，.v格式的網表，延時信息（sdf）【sdf文件主要包括cell, net delay信息和cell的hold,setup,recover,removel等邊沿應該滿足的要求等信息】，工作約束（sdc）【包含clk的信息，以及驅動，輸入輸出延時，最大最小延遲約束，特殊路徑等】等信息。.ddc中包含的網表是實際意義上的綜合過后的網表文件（類似PT中的session，innovus內的enc)，.v的網表是用于進行后仿的文件。

在上面的過程中，約束對于綜合而言非常重要，如果不施加約束，綜合工具會產生非優化（no-opt)的網表，無法滿足要求。綜合是約束驅動（Constraint driven）的，給定的約束是綜合的目標，約束一般是在對整個系統進行時序分析得到的，綜合工具會對電路進行優化以滿足約束的要求。綜合以時序路徑為基礎進行優化。

綜合的具體過程

1. 準備RTL代碼，經過前端仿真后才能用于綜合；

2. 定義庫，設定好所需要用到的綜合庫等多種庫；

3. 讀入設計，綜合工具讀入RTL代碼并進行分析；

4. 定義設計環境，設定設計的工作環境、端口的驅動和負載、線負載模型等；

5. 設置設計約束(關鍵)，主要是定義時鐘和I/O的約束，約束要適當，只有正確的約束才能得到正確的結果；

6. 設置綜合策略，top-down和bottom-up兩種策略（就是文件目錄順序不一樣），根據需求進行選擇；

7. 優化設計，綜合工具可以根據約束對電路進行優化，也可認為加入命令改變優化方法；

8. 分析和解決設計的問題，在設計綜合后，根據報告分析設計中出現的問題，并修訂問題；

9. 保存設計數據，綜合結束后，保存各種數據以供后續布局布線使用（需先通過formal驗證）

好了，今天這期的邏輯綜合內容小編就介紹到這里了，下期小編將會以一個帶載入UPF流程的Genus的SYN Flow為切入點，進行實戰中的綜合Flow的解析！

審核編輯：劉清