引言

SDC是一個設計從RTL到netlist的橋梁，是FE/ME/BE都需要掌握的一項基本技能。通常情況來說，由前端工程師（designer）提供SDC文件是最合理的，因為只有designer才是最了解整個設計的結構的，所以最能夠合情合理的提供出約束文件，但是，ME/BE又必須要能夠看得懂，因為只有這樣，在做綜合和PR以及timing signoff的時候，在遇到問題時能夠最快的定位timing問題的合理性。所以，接下來連續更新的文章，會從基礎到深入，并結合實例的方式，跟大家一起探討一下SDC的各種語法構成和整體結構，最終達成的目標就是每個人能夠獨立完整的提供合理的約束文件。

基礎介紹

SDC全稱是Synopsys Design Constraints Format，是由S公司最早提出的一種約束文件格式。主要用于指定design內部的Timing關系，約束Power消耗和Area大小。但是在這當中，最為關鍵的便是指定design的時序。其語法結構是基于TCL語法實現的。主要應用于綜合、PR、以及STA過程當中，當然在其他方面也會有很大用途，比如CDC check。現在的SDC可以看做是一項標準的指令系統，基本上所有的EDA工具都可以兼容性識別。

tools行為簡介

要想知道怎么約束一個design，我們首先需要清楚的知道，工具的行為是如何的。如圖1所示，我們design通常情況下都是同步結構的設計，tools在做timing分析的時候，會將design中所有的path都抽象成這樣前后兩級DFF的結構。并將前一級的DFF作為source register，也稱作launch register，將后一級的register作為destination register，也稱作capture register。如果check setup，tools的默認行為是從launch DFF的當前觸發沿到capture DFF的下一個觸發沿之間的時間，如圖中藍色箭頭所示。而check hold timing，tools的默認行為是從launch DFF的當前觸發沿到capture DFF的當前觸發沿之間的時間，如圖中綠色箭頭所示。

圖1 design中的基本timing path

所以，要想讓tools能夠自動的check到design中的所有path的setup/hold。就需要保證design中所有的path都可以抽象成這種R2R的結構。而通常情況下，所有的design，在抽象之后，其timing path都可以抽象為圖2中示例的四種結構，分別是R2R，R2O，I2R，I2O。那現在問題來了，圖中的R2R的結構，是符合工具自動check timing的行為（當然，這里前提是clock定義好了）；但是另外的三種結構，是不符合工具自動check timing的行為的。所以這就需要我們自己去構造出符合工具行為的path。

圖2 design結構抽象

如圖3所示，對于另外的三種path，我們需要做的就是在整個design的輸入端、輸出端分別虛擬一級DFF，如圖中紅色虛線register所示。這樣，無論哪種結構（I2R/R2R/R2O/I2O），在工具看來都有了完整的launch DFF和capture DFF，從而就能夠自動的完成timing check。

圖3 timing path構造

我們虛擬構造前后級register的過程，其實就是我們SDC中，設置input delay、output delay的過程。

SDC構成分析

通過上面的分析，我們可以知道，對于一個design，我們需要設置input/output delay約束以構造前后兩級虛擬register。當然，要設置input/output delay，我們首先需要完成clock的定義；除此之外，我們整個design當中還有很多path，我們不想讓工具完全按照自己的行為去做timing分析，因此還需要設置一些timing exceptions；最后工具能夠完成這種自動timing check的過程，還需要我們提供一些DRC相關的約束。因此，總結之后，整個SDC結構可以劃分為兩大類，如圖4所示，其中一類是timing constraints，實現對design的timing約束；另一類是DRC constrains，實現對tools DRC方面的約束。當然，此劃分也是按照我自己的理解來做的，不同的方面來看，可以做出不同種類的劃分。

圖4 SDC構成

圖中timing constrains是最為關鍵的一部分，最好是由FE（即designer）提供，DRC constraints可以ME/BE或者timing signoff的相關人員，結合經驗來提供具體約束。圖中must部分，是每個SDC文件中基本上必須要有的，另外not must部分，通常情況下也是肯定存在的，并且這一部分約束通常會放松tools對timing的check，因此一定要謹慎…