Multicycle path怎么设，真的看这一篇就够了！
前言
我曾经看过不止5以上篇讲解关于multicycle path约束的博客或者文章，真的没有一篇能完全讲清楚这个约束该怎么下，command的option表示什么意思，让对这个问题不清楚的同学能加迷惑。直到看到这篇文章。
废话不多说了，直接上干货。
正文
今天不聊电路设计，聊聊multicycle path（多周期约束），这算是STA约束中比较有技巧的部分，在写约束的时候一定要对电路和约束command了解得非常清楚，否则约束不对，很可能造成timing出问题导致芯片无法正常工作。
我们先来说说什么是multicycle path，通常情况下，在同一个时钟驱动下的寄存器之间信号传输都是单周期的，如下图所示：
也就是说，当0时刻时钟上升沿到来后，FF1的Q端发生变化，再经过中间的组合逻辑电路，我们期望这个值是在10时刻的时钟沿被FF2采到。
但是在有的电路设计中，要么是有意为之，要么是单周期无法close timing，我们会遇到下面的电路。
其中FF4的Q变化要经过2个周期才能被FF5的D采样到，这个时候我们就要告诉STA工具，这个path不是单周期的，需要2个周期，在prime time中，这个command是set_multicycle_path。
我们先看set_multicycle_path有哪些主要参数（具体全部参数请参阅STA工具的command line reference）
set_multicycle_path path_multiplier [-setup|-hold]
[-start|-end]
-from
-through
-to 其中这个path_multicycle就是我们接下来重点要看的。
首先我们先说default值，也就是说什么都不设，这个path_multiplier对于setup来说是1，hold是0，也就是我们上面单周期的约束情况，我们在设计multicyle的时候，重点就是调整这个path_multiplier。
-setup和-hold是让你来分别指定setup和hold的多周期值，注意，如果你只设了setup的值而没有设hold的值，那么hold的值也会相应的进行改变，这个我们在下面的例子里会讲到。
-start和-end只是在不同的频率的clock分析中会用到，即launch path的clock和capture path的clock是不同频率时才用，对于launch path和capture path的寄存器都是同一个clock的电路，-start和-end不需要指定，因为没有意义。这里你可能会问，不同频率的时钟那不就是异步电路了嘛？是不是要跨时钟域多CDC，还能做STA吗？答案时不一定，不同频率依然可以是同步电路，即时钟沿是对齐的，另一方面，同一个频率的两个clock也可能是异步电路，关键是看时钟沿对齐没有。
-from/though/-to就是大家熟悉的指定timing path的起始，经过和终止路径，一般在约束特定的时候有用。
同频约束：
好，我们先看简单的情况，即同一个clock的multicycle path设置：
这种情况下其实就是默认的，你可以什么都不设，对应的其实就是：
set_multicycle_path 1 -setup -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path 0 -hold -from CLK1 -to CLK2那我们看下面的情况，也就是setup需要5个周期
set_multicycle_path -setup 5 -from CLK1 -to CLK2注意，如果你不设置-hold，那么会自动调整为setup的沿的前一个沿，也就是说，其实如果只设了上面这一条，hold的timing不是CLK1的0时刻对应的时钟沿，而是CLK1的4时刻对应的时钟沿。
那么相应的，如果你要碰到下面这种情况呢？你就必须得写hold的set_multicycle_path了
set_multicycle_path 5 -setup -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path 4 -hold -from CLK1 -to CLK2注意hold的cycle是相对于setup path的沿往前算的，也就是说CLK2的setup capture edge为1，前一个沿为0，也就是默认的值，而如果你要继续往前面的沿来设就要调整multiplier的值，上面这个图作者把cycle值标在CLK2的下面了，便于大家理解。
好，上面这就是同一个clock或者同频率同步clock的设法。
慢时钟到快时钟约束：
我们下面来看不同频率的clock的设法，先来看从慢时钟到快时钟，假设慢时钟是快时钟的3分频。
默认情况下，如果不设multicycle path，setup/hold是这么分析的：
这也好理解，setup就是下一个沿，如果要用multicycle path写出来，就是：
set_multicycle_path 1 -setup -end -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path 0 -hold -start -from CLK1 -to CLK2这里要注意-end和-start的用法，-end是指capture flop的clock，-start是指launch flop的clock，默认的，-setup是对-end，也就是上面CLK2的1个周期后，而-hold是对-start，也就是CLK1的0时刻的上升沿，在调整周期数的时候，一定要分清是针对哪一个CLK来调整。
看下面的setup的多周期例子
可以看到，setup要变成CLK2的2个周期，所以约束要写成：
set_multicycle_path 2 -setup -end -from CLK1 -to CLK2如果你不写hold的约束，那么hold会自动根据setup调整。
那你如果想做下面图8的check
你是不是以为把hold的周期数设成下面这样就好了呢？
set_multicycle_path 1 -hold -from CLK1 -to CLK2错了，这里要注意，前面说过，hold默认的是start clock，如果按照上面这句来写，那么实际上是相对CLK1移了一个周期。
那么实际上check就变成了：
那么要怎么正确设置图8的约束呢，这个时候我们要调整的是hold，要依据CLK2的周期来调整，要加-end选项。
set_multicycle_path 2 -setup -end -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path 1 -hold -end -from CLK1 -to CLK2快时钟到慢时钟约束：
好，我们再来看从快时钟到慢时钟的写法，还是以3分频为例。
先看默认的check是什么？
那如果只调整setup的周期数，注意这里的多周期是对CLK1而言的
set_multicycle_path 2 -setup -start -from CLK1 -to CLK2设置上述约束，会check什么呢？
hold会相应调整，而且是以CLK1的变化调整：
要想把hold的沿对齐，那就要用下面的约束：
set_multicycle_path 2 -setup -start -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path 1 -hold -start -from CLK1 -to CLK2总结一下：
对于同频率的多周期电路约束，不需要用-start和-end，先设置setup的周期数，假设setup周期数是X，那么如果想要check最worst的hold情况，就要把hold的周期数设为X-1，即：
set_multicycle_path X -setup -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path X-1 -hold -from CLK1 -to CLK2对于慢时钟到快时钟，如果多周期是针对快时钟的，对于setup可以加-end也可以不加，假设setup周期数是X，而对于hold如果想check沿对齐的情况，必须加-end选项，周期数为X-1。
set_multicycle_path X -setup -end -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path X-1 -hold -end -from CLK1 -to CLK2对于从快时钟到慢时钟，如果多周期是针对快时钟的，对于hold可以加-start也可以不加，但是对于setup周期数一定要加-start
set_multicycle_path X -setup -start -from CLK1 -to CLK2
set_multicycle_path X-1 -hold -start -from CLK1 -to CLK2