HDL抽象等级 仿真模型 网表 delay speicfy与sdf

1.HDL 硬件描述语言 抽象分级

HDL这里主要说verilog 在描述硬件电路时分为三个抽象级别

行为级模型：主要用于test bench，着重系统行为和算法，不在于电路实现，不可综合（常用描述有initial，fork/join，task，function，repeat，wait，event，while等）。

•RTL级模型：主要用于集成电路的设计（ASIC，SOC或FPGA等），重点在于电路实现，在于如何在timing，area和power中做出平衡。可综合出门级电路。（常用描述有module，always，case，assign等）。

•门级模型：主要用于后端的物理实现，它是实际电路的逻辑实现，通常由RTL级模型综合出来的，（常用描述有逻辑门，UDP，线网等），门级模型还用于开发小规模的元件。

        我们常见的门级模型的verilog有 stdcell的仿真模型(即 .v文件), mem的仿真模型，第三方IP的gate_level级仿真模型【因为第三方IP常常会提供rtl级和gate-level级两种仿真模型。RTL级仿真模型用来功能仿真，gate-level用来前防(zero-delay)和后防(带延时仿真)】。

        门级模型 的verilog module都是用 和工艺无关的最小单元来描述电路。比如常用的

not
and
or
xor
buff
bufif1
bufif0
notif0
notif0

是看不到寄存器的，因为寄存器也是由这些基本单元构成的。下面两张图就是简单的门级module的例子。其实翻开stdcell的verilog模型，代码也是和下面一样的。

module and4(
   output       out,
   input        a, b, c, d);

   specify
      (a,b *> out) = 2.5 ;
      (c,d *> out) = 3.5 ;
   endspecify

   wire         an1, an2 ;
   and          (an1, a, b);
   and          (an2, c, d);
   and          (out, an1, an2);
endmodule

2.仿真中怎么带延时信息

        仿真带延时信息就需要 verilog的module中有specify--end specify，有了specify sdf才能正确反标。sdf只是后端收完timing之后 更准确的延迟信息。反标就是反标在有specify的地方。sdf与specify的延迟不一致时以sdf为准，没有sdf的地方使用specify的延迟信息。

3.为什么我们常写的RTL代码没有specify

        这是因为RTL都是寄存器级的描述，而寄存器并不是最小的电路单元，很难将延时下到pin上，而且也不统一，比如说一个逻辑与“&&”，只能看到信号而看不到pin，相当于每一个“&&” 都要写一遍specify。寄存器也是一样的 都是同样的DFF，rtl写起来千差万别，不好加specify。 当我们先把RTL级代码翻译成gate_level的verilog，然后再map到标准单元库，最终输出map到标准单元库的netlist。然后netlist调用stdcell的gate-level级仿真模型，就可以带上所有的延迟信息。

        所以我们看到的netlist是需要调用stdcell的仿真模型。而所有的非net延迟信息都包含在了stdcell的module中。

        综合netlist可以说并不是一个gate-level的代码，它只是包含了stdcell的例化和连线关系的一个描述文件，stdcell的仿真模型才认为是gate-level的代码。

        第三方提供的gate-level代码 同时包含了netlist(常常是不可综合的)和调用的gate-level级cell module，这些cell不是工艺相关的stdcell，而是通用的cell描述。

可参考另一篇文章：

sdf与timingCheck和后仿真_cy413026的博客-CSDN博客