[静态时序分析简明教程(八)]虚假路径

一、写在前面

一个数字芯片工程师的核心竞争力是什么？不同的工程师可能给出不同的答复，有些人可能提到硬件描述语言，有些人可能会提到对于特定算法和协议的理解，有些人或许会提到对于软硬件的结合划分，作者想说，这些说法，其实对也不对，硬件描述语言，翻来覆去无非是always和assign这几个语句的反复使用，而一些基础的协议算法，深究起来其实也并不复杂，于作者而言，在常规的技能以外，有两项额外的技能颇为重要，其中之一便为sdc/STA的分析能力，它的重要之处在于作为桥梁建立了前端和后端的连接，虽然对于DE工程师而言，初版交付的sdc往往不甚准确，也没有办法通过这份sdc生成一份无误的timing report，但sdc的内容体现却是完完整整的将时序约束从行为级的描述映射到了gate level这样一个真实的电路层次上面。
写此专栏，一为学习记录，二为交流分享，以犒粉丝读者。

1.1 快速导航链接·

静态时序分析简明教程(一)绪论
静态时序分析简明教程(二)基础知识：建立保持时间，违例修复，时序分析路径
静态时序分析简明教程(三)备战秋招，如何看懂一个陌生的timing report
静态时序分析简明教程(四)时钟常约束
静态时序分析简明教程(五)生成时钟
静态时序分析简明教程(六)时钟组与其他时钟特性
静态时序分析简明教程(七)端口延迟
静态时序分析简明教程(八)虚假路径
静态时序分析简明教程(九)多周期路径
静态时序分析简明教程(十)组合电路路径
静态时序分析简明教程(十一)模式分析与约束管理
静态时序分析简明教程(十二)浅议tcl语言

二、虚假路径

进入到第八章和第九章，我们讨论的内容转向了另一个方面，即针对于常规时序约束外的特殊路径，我们希望时序分析工具宽松的检查或者根本不检查，针对于这些非常规的时序约束，在第八章，我们将讨论虚假路径的概念，这种路径对应工具不检查，而在第九章，我们将讨论多周期路径，这种路径对应工具使用宽松的检查标准。

2.1 set_false_path

虚假路径的sdc命令为set_false_path，而它对应的BNF如下：

set_false_path  [-setup] 
				[-hold] 
				[-rise] [-fall] 
				[-from from_list] 
				[-to to_list]
				[-through through_list]
				[-rise_from rise_from_list]
				[-rise_to rise_to_list]
				[-rise_through rise_through_list]
				[-fall_from fall_from_list]
				[-fall_to fall_to_list]
				[-fall_through fall_through_list]
				[-comment comment_string]				

2.2 -from -to -through

我们首先介绍以上三个指令，以下是一个网状的设计

假如我们使用set_false_path -from S1的话，意味着从S1开始的所有路径都会被设置成虚假路径，时序分析工具会加以排除
比如：S1->P1->X1->D1，或者是：S1->P1->X2->D2，这些路径合计有八条。

假如我们使用set_false_path -through P1的话，意味着所有通过P1的路径，都会被设置成虚假路径。
比如：S4->P1->X1->D1,或者是S3->P1->X2->D3等。

假如我们使用set_false_path -to D1的话，意味着所有通过D1的路径，都会被设置成虚假路径。
比如：S1->P1->X1->D1。

此外，我们还可以使用 {X1,X2} 的形式来表示通过X1，X2中任意一条的路径。

同时，-from -to只能是时序的起点和终点，但还有一种方式可以覆盖更多的电路元器件，比如：
set_false_path -from CLK1，这个语句表示所有CLK1触发的电路元件，和所有相对于CLK1约束的输入端口都会作为虚假路径被排除。

2.3 上升/下降沿 约束

2.2节中讨论的虚假路径设定不区分上升沿或下降沿，假如设计人员想要为特定的过渡过程（上升沿/下降沿）提供虚假路径的约束话，可以通过如下的形式完成

• -rise_from ：影响起始点的上升过程
• -fall_from ：影响起始点的下降过程
• -rise_through ：影响通过点的上升过程
• -fall_through ： 影响通过点的下降过程
• -rise_to ：影响终点的上升过程
• -fall_to ： 影响终点的下降过程
• -rise ： 仅影响上升过程
• -fall ：仅影响下降过程

2.4 建立/保持 约束

我们同样可以单独的约束虚假路径的建立时间或者保持时间 通过 -setup 或者 -hold 的形式加以约束。

2.5 虚假路径示例

虚假路径的设置，在真实的电路设计中并不少见，通常来说，不同频率的时钟之间，亦或是异步的复位端口，都会设置虚拟路径加以约束。此外，比如总线协议中，也常常出现虚假路径，比如下面的图片中，若协议规定从机与从机之间不能有直接的通信，虽然通过总线，存在路径连接从机12，但数据永远不会沿着这条路径进行传递，我们也需要设置虚假路径

三、总结

虚假路径作为时序分析的一种特殊情况，经常的出现在实际电路的设计中，然而，对于另一些时序分析的特殊情况而言，我们可能需要定时路径，并且使用多个时钟周期来传递信息，在第九节中，我们会讨论多周期路径的有关内容，使用相应的命令，提供超过单周期的更大范围。