ICC 图文学习——LAB1：Data Setup 数据设置
LAB1：Data Setup 数据设置
- 1. 数据准备
- 2. 创建Milkway设计库
- 3. 读入设计（网表文件）
- 4. 设置TLU+文件
- 5. 读入SDC文件
- 6. 检查设计的合理性
1. 数据准备
在启动ICC工具之前，检查数据准备是否齐全，主要包括：
（1）非库文件：
- ICC启动环境设置文件：.synopsys_dc.setup
该文件内容与DC中用的启动文件完全一样。软件在启动时会自动加载search path、target_library、link_library这些库，同时还定义了一些关联命令和变量，如下：
- 门级网表文件（ .v 文件)：RISC_CHIP.v
该文件是由DC工具产生的网表文件（. v文件），某些部分可以人为进行修改/编写。 - 设计的布局图：RISC_CHIP.def
叫设计交换格式，是ASCII格式文件，它描述的是实际的设计，对库单元及它们的位置和连接关系进行了列表。由ICC经过floorplan后生成。 - 时序约束文件（ sdc 文件）：RISC_CHIP.sdc
该文件（. sdc）由DC工具导出，并进行人工修改，使其满足设计要求。主要包含以下内容（时钟定义、周期、不确定度、转换时间、延迟时间和负载等）
（2）库文件：
1. 标准单元库（ .db文件 ）：用于提供std cell、IO、Macro的时序、功耗和面积等信息。
2. 工艺文件（ .tf文件 ）：包含各个金属层对应的工艺参数（如图形定义及显示、互连线工艺信息和通孔信息），每种工艺对应唯一的工艺文件。
3. 寄生参数库（ TLU+文件 ）：RC寄生模型文件，用来计算互连线RC的。其一般会对深亚微米的一些效应进行建模，一般有max和min两个corner的模型。
4. MilkWay参考库：包含标准单元库、IO库、Macro库的各种参考库。
Milkway知识补充：
Milkway数据库包含同一个cell的不同表示，称为cell的 “ 视图 ” ，它可以分为参考库和设计库。且ICC工具只能创建设计库，参考库需要借助Milkway工具。
Milkway库最重要的功能就是记录工艺以及物理相关的信息，主要体现在FRAM View和CEL View上，除此之外，还可以记录PPA等信息，下面来具体了解一下这两种View：
a. CEL View：诸如通孔via、标准单元、宏单元或整个芯片的物理结构的完整版图信息；包含cell的布局、布线、引脚和网表信息。
b. FRAM View：用于布局布线的抽象化的版图物理信息，只有单元的轮廓、引脚位置和层、Metal blockages。
2. 创建Milkway设计库
- 启动ICC工具。（ICC启动后所有的输出均可在输出日志文件log中查看）
icc_shell
- 验证 .synopsys_dc.setup 文件已被读过，可通过查询其中一个变量进行检测。
printvar sdc_file
- 启动GUI
start_gui
- 创建Milkway设计库
a. 在Main Window窗口菜单栏中选择File—Create Library，打开Create Library窗口
b. 使用已定义过的逻辑库名和工艺文件名（.synopsys_dc.setup文件中已定义好的变量）
c. 将参考库链接到设计库中。
单击Add按钮，返回上两层目录，选择 ref 中的mw_lib文件，选择sc、io和ram16x128文件。
d. 勾选Open library后，点击OK即完成库的创建（忽略此处警告，因为后面会加载TLU+文件）。
以上图形界面操作对应的命令如下：
create_mw_lib -technology $tech_file -mw_reference_library "$mw_path/sc $mw_path/io $mw_path/ram16x128" -bus_naming_style {[%d]} -open $my_mw_lib
- 在另一个终端或在icc_shell命令行中执行以下命令，观察新创建的risc_chip.mw（设计库）内容。(可以看到4个文件如下）
ls -a risc_chip.mw
#或
icc_shell > ls risc_chip.mw
3. 读入设计（网表文件）
- 读入网表前，先检查设计库是否打开：观察File中的Open Library条目是否为灰色，是则设计库是打开的，如下图：
- 在菜单栏中依次选择 " File " —" Import Design "。
- 在输入形式一栏中选择verilog格式，因为db格式和ddc格式是由DC导出的，会包含一些时序约束，但不是特别清晰。
- 点击Add按钮，依次选择：design_data—RISC.CHIP.v（网表文件），并点Open；并 在 " Top design name " 后边填写 $top_design / RISC_CHIP（网表中顶层设计的名称），点击OK，完成设计中cell的创建，如下图：
以上GUI操作可以用下面命令执行：
import_design $verilog_file -format verilog -top $top_design
verilog网表文件被读入后，会弹出Layout Window窗口，此时由于没有进行布局规划，设计中的所有单元都被叠放在原点，如下图：
问题1：Milkway设计库有什么变化？
回答：库中增加了一个CEL文件.
4. 设置TLU+文件
- 在MainWindow窗口菜单栏中依次选择 " File"—" Set TLU+ "，在打开的对话框中依次填写下列文件（路径：ref—tlup）：
a. Max TLU + file：cb13_6rm_max.tluplus
b. Min TLU + file：cb13_6rm_min.tluplus
c. 工艺文件和ITF file的映射文件：cb13_6m.map
- 检查物理库与逻辑库的一致性
check_library #默认检查命令，会报错，忽略即可
set_check_library_options -all #完整检查命令
注：a. 这里使用默认检查而不是完整检查，因为完整检查包括UPF power的约束、MMMC和CCS电流源模型的检查，这些检查将生成许多警告和错误，不适用于我们的库。
b. 若以上检查列出了缺少或不匹配的标准单元、macro和IO pad，就要修改库文件。
- 检查TLU+文件，是否通过三个完整性检查
check_tlu_plus_files
主要检查 itf 、mapping file、tech file之间的一致性，如金属层和via的名字、最小宽度和最小间距等。
- 验证logical library已被加载
list_libs
注：可以发现有6个逻辑库在启动环境设置文件（.synopsys_dc.setup）中被定义，及两个总是被通用逻辑库 getch.db和standard.sldb 加载的。
- 定义电源地引脚与网络间的逻辑连接
source $derive_pg_file
check_mv_design -power_nets
保证所有的电源地引脚都连接。
5. 读入SDC文件
在菜单栏中依次选择 " File "—"Import ”—“ Read SDC ”，Version选择Latest即可，或输入命令
read_sdc $sdc_file
6. 检查设计的合理性
注：接下来的几条命令用来验证设计的关键约束，或获取关键约束的特殊信息，对于后续的布局布线非常有用。
1. 检查是否缺少任何关键时序约束（如时钟、输入输出约束）
check_timing
注：检查结果不应该出现任何警告或报错，报告末尾出现“ 1 "表示没有缺失或不一致的约束。
2. 检查设计是否有时序例外或时序异常。如false path、multicycle path及最小最大延时约束，这些约束对于单周期时序属于例外。
report_timing_requirements
3. 检查是否有禁止时序分析的路径。若存在禁止的时序路径，需要和前端人员核对在物理设计中是否需要。
report_disable_timing
4. 检查设计是否已经设置为特定的 “ mode ”或 “case ”。如功能或测试模式。这主要用来检查设计是否处于物理设计优化的正确模式。
report_case_analysis
5. 检查时钟是否正确建模。
report_clock
report_clock -skew
注：输出报告确认时钟没有“ 传播 ”属性。（没有做CTS）
注：报告表明时钟树效应正在建模（如存在skew、transiton、insertion delay).
6. 执行时序和优化脚本文件（ ./scripts/opt ctrl.tcl ）。
source $ctrl_file
在 .synopsys_dc.setup 文件中被定义。
7. 设置 0 互联延时约束并报告时序。此时是最理想的情况，在该模式下报告时序，不应该存在setup违反，若存在，需返回前端修改设计，或修改SDC中约束值。
source sc[Tab]z[Tab] #该脚本中包含了0互联延时命令
zic_timing,tcl脚本内容如下。
注：
a. 默认情况下，时序报告显示的是最大延时（setup）时序，若要查看最小延迟或hold报告，需要输入以下命令：
report_timing -delay min
b. 此外，还可以用以下命令来报告设计中的DRC问题，如下
report_constraint -all
8. 上图中的redirect -tee命令是显示相应的时序报告，并保存报告。可以通过在icc_shell中执行“ cat ”查看文件内容。
exec cat zic.timing
结果与第7步一样。其中有三个时序路径被列出，分别是input、output 和 clk，这些路径在时序优化控制文件中被定义（第6步可以看出）。
9. 移除理想网络。
remove_ideal_network [get_ports scan_en]
" 扫描使能 “信号（scan_en）被定义为一个理想网络（在$sdc_file），以防止综合缓冲这个信号。移除理想的网络定义，以便在物理设计期间进行缓冲器插入。
10. 保存单元，并观察在risc_chip.mw/CEL文件下新生的文件。
save_mw_cel -as RISC_CHIP_data_setup
ls
至此，ICC_lab1的数据设置工作基本完成，接下来的基本流程将在以下几篇文章详细展开。