ICG时序问题一网打尽

ICG结构知识

延伸阅读：浅谈icg cell

ICG timing check 的瓶颈

在不人工干预的情况下，tool默认会尝试把reg1的CK pin和Reg2的CK pin做平。但是静态时序分析时，reg1→ICG也会做时序check；所以，ICG会天然存在一个很大的clock skew，导致建立时间违例。

如何解决呢？

在place阶段，在ICG的CK pin设置一个负的latency，这个负的latency的值可以大概等于CTS之后T3的delay大小；这样就可以让tool在给reg1的CK pin的树长识别时，会尽力将T1（即reg1的launch path）做短至少T3（ICG→reg2的时钟树长度）的大小。Place阶段工具也会考虑时钟树skew引入的时序问题，让某些cell尽可能的靠近和不要在path上过多插入delay。

Innovus命令：

set_cloCK_latency  -0.300 [get_pins ICG/CK]

在CTS阶段，在Reg1的CK pin上设置一个insert delay，这就是所谓的floating pin，这个insert delay的值大概也等于CTS后T3（ICG→reg2的时钟树长度）的大小。

Innovus命令：

set_ccopt_property insertion_delay 0.300 -pin  reg1/CK

在timing path中为何ICG的delay跟一个组合逻辑似的

延伸阅读：深谈latch 的 timing check

如下图所示，ICG在reg2icg的timing path中只体现一个组合逻辑的delay。其实icg就是一个组合逻辑。

芯片工作时，时钟电平本身一直在高低变化，因为晶振不会停止振动；但ICG的ENABLE信号是固定在高电平1（开启模块时钟）或者低电平0（关断模块时钟）。ICG的两个输入端一个是ENABLE信号，一个是clock信号，因为ENABLE的电平是固定的（例如固定在高电平1），所以每个时钟周期内锁存器向后面输出的信号一直是固定的（信号电平等于ENABLE 信号电平），ICG的delay大概就是一个锁存器环路的delay（结合锁存器结构一看便知）。

为何在timing path中ICG一般不体现timing borrow

ICG可以是latch + AND组成；或reg + AND组成。肯定要用一个时序器件，因为ICG的ENABLE信号是上一级reg产生的，这样就和ICG组成了两级同步电路，可以规避亚稳态的风险。

为什们ICG一般用latch + AND组合，而不是reg + AND组合呢？我个人理解，一方面latch的面积更小，功耗更低；另一方面，ICG上很容易有建立时间违例，latch有半个时钟周期的timing borrow可以用，可以作为ICG时序瓶颈的“紧急钥匙”。

那为什么ICG 的timing borrow一般不打开呢？因为如果打开了，ICG就由边沿触发check变成电平触发check，采集到亚稳态的概率增大，可能导致clock信号不稳定，影响电路状态。

在INNOVUS中怎么打开ICG timing check的timing borrow：