Synopsys SpyGlass CDC 学习 (一)

SpyGlass工具

目前包含:SpyGlass Lint, CDC, RDC, DFT ADV, Power.  是业界RTL Signoff 的重要工具.

CDC介绍

CDC(Clock Domain Crossing)的前端设计中最多见的问题, 在RTL中要恰当的处理每一个异步的控制信号和数据信号, 不然就会出现亚稳态,形成严重的function false.

最好的有关亚稳态(metastability),CDC,及其对应的处理方法的资料, 就是SNUG-2008会议上排名第一的优秀论文:https://pan.baidu.com/s/1IW1kVRlJjPsxPz5H_61vZw;  

SpyGlass CDC简介

SpyGlass CDC tool是一种 Formal Check Methodology工具, 相比写case跑仿真来找CDC问题, 靠SpgGlass能更早,更全,更快的发现CDC问题. 它可以:

1. 1. Managing Multi-clock Designs
   2. Systematic approach towards CDC problems
   3. Check and report any unsynchronized signals:  Clocks and Reset

与Timing Check相比:

1. 1. STA对async interface不太好使,只适合sync模块分析
   2. CDC paths 老是须要设置成false paths
   3. 通常在design的后期在netlsit level作有意义

与Functional Simulation相比:

1. 1. 黑盒测试很难穷举(exhaust)
   2. 白盒测试须要些assertions
   3. 须要覆盖CDC的全部test branches
   4. 很难幸运的覆盖全部,通常只能发现部分问题
   5. 通常在design后期才发现问题

当SOC design涉及的clock domian太多,用到不少第三方IP,及涉及人员水平良莠不齐时, 用SpyGlass CDC来作检查来保证RTL质量是十分必要的.

The SpyGlass CDC Methodology Flow

各个阶段介绍：

• Creating SpyGlass CDC Setup. Goal: cdc_setup; 指定constraints(SGDC file),parameters 及其余指定用于该project的定义来精准运行SpyGlass CDC检查。可使用‘sdc2sgdc’ 命令来将 block-level SDC 转化成相应的SGDC 约束文件。运行‘cdc_setup_check’ goal可以生成constraints, 但生成的constraint必定要designer仔细review下再用。运行‘cdc_setup’后工具能够理解整个design的architecture， 解决一些block-box的问题，并自动生成‘autoclock.sgdc’及autoreset.sgdc做为 constraint的base 来使用。 
• Verifying SpgGlass CDC Setup.  Goal: cdc_setup_check；检查setup的正确性和完整性。在进行下一步时必定要修掉该stage报的violation。 如确保全部flip-flop都有时钟。 ‘set_case_analysis’参数合适定义来确保多时钟源的flip-flop有指定的时钟选择。时钟的周期，有效沿及domin都被合适定义。
• Performing Clocks and Reset Integrity Checks.    Goal: clock_reset_integrity; 修掉时钟和复位不完整定义的问题，确保时钟和复位都被合理定义，而且确保clock/reset没有glitch和race。
• Performing Block-Level CDC Verification:     Goal: cdc_verify; Fix block-level violations to make the block SpyGlass CDC clean要修掉全部的violations, error和warning都要review，必要时能够waive掉。 清理violation是有前后优先级顺序的。

依次修下列violation（priority）:    

            • Ac_sync_group Rule violations; rule Ac_unsync01(for scalar unsync) 和 Ac_unsync02(for vector data unsync), 增长constraint或设置cdc_false_path, 不要考waive来修，也能够定义static,quasi-static来解决. 
            • Convergence violations: rule Ac_conv01,Ac_conv02,Ac_conv03,Ac_conv04 and Ac_conv05.
            • Glitch violations: Ac_glitch* 和 Clock_glitch*
            • Data hold violation: rule Ac_cdc01, 代表 signal/data从快时钟到慢时钟发从时hold不住。
            • Data hold issues in synchronized data crossing: rule Ac_datahold01a
            • violations related to data correlation and race conditions: Rule Ac_cdc08, Ac_conv01 and Ac_conv02
            • violations related to reset synchronization and deassertion: Rule Ar_unsync01, Ar_sync01,Ar_asyncdeassert01,Ar_syncdessert01,Reset_sync02
            • violations related to FIFO recognition and verification: Rule Ac_fifo01, SpgGlass能够识别一般的FIFO结构。 也能够在constraint file（SGDC）中指明fifo。

•  Performing SOC-Level CDC Verification:    Verify the SOC using the verified blocks     Goal: cdc_verify_struct
• Signing-off SpyGlass CDC Verification:    View reports and sign-off SpyGlass CDC Verification on the SOC    Goal: N/A