PrimeTime与PrimeTimeSI用户手册H-2012.12版：时序分析工具详解

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"PrimeTime®和PrimeTime®SI用户手册是Synopsys公司提供的一个详细的软件指南，版本H-2012.12，发布于2012年12月。这份文档是专为PrimeTime和PrimeTimeSI这两款高级时序分析工具设计的，旨在帮助用户理解和操作这些在电子设计自动化（EDA）领域至关重要的工具。该用户手册首先强调版权和保密信息，声明所有内容受Synopsys公司严格保护，未经书面许可，用户不得复制、传播或以任何形式转译，除非符合许可证协议的条款。这体现了知识产权的尊重以及对用户使用权限的严谨规定。手册的第二部分可能包含了目的地控制声明，指出所有技术数据受美国出口管制法律管辖，任何违反美国法律向其他国家披露的行为都是被禁止的。因此，读者需自行了解并遵守适用的法规，确保合规性。接着，用户手册可能会深入探讨PrimeTime和PrimeTimeSI的功能特性，包括但不限于时序分析的原理、工作流程、高级特性如路径延迟分析、信号完整性检查、电源完整性分析等。它会提供详细的步骤指南、示例项目和故障排除策略，以便用户高效地进行设计验证和性能优化。此外，手册中可能还涵盖了如何设置和配置这两个工具，包括安装、界面介绍、命令行选项解析、报告解读等，以及针对不同设计阶段（如RTL级、门级、综合后等）的使用建议。对于初学者，它可能会有入门教程和常见问题解答，帮助他们快速上手。最后，手册可能会有一个免责声明部分，明确表示Synopsys公司不对使用这些工具产生的任何后果负责，同时也可能包含技术支持联系信息，以便用户在遇到问题时寻求帮助。 PrimeTime®和PrimeTime®SI用户手册是一份不可或缺的资源，为设计工程师提供了全面的工具使用指南，确保他们在执行复杂的集成电路设计时能够充分利用这两款工具的优势，同时遵守法律和行业规范。"

Contents xiv

PrimeTime and PrimeTime SI User Guide H-2012.12

PrimeTime and PrimeTime SI User Guide Version H-2012.12

Setting Operating Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-13

Creating Operating Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-14

Operating Condition Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-14

Slew Propagation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-15

Design Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-15

Maximum Transition Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-15

Handling Slew in Multiple Threshold and Derating Environment . . . . . . . . 12-16

Converting Single-Float Slews Between Thresholds and Deratings. . . . . . 12-17

Maximum Transition Constraint Storage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-17

Evaluating Maximum Transition Constraint. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-19

Example 1 - Setting a Maximum Transition Limit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-19

Example 2 - Scaling the Maximum Transition by Slew Threshold . . . . . . . 12-20

Example 3 - Scaling the Maximum Transition by Derating . . . . . . . . . . . . . 12-20

Minimum and Maximum Net Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-20

Maximum Fanout Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-21

Fanout Load Values for Output Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-21

Constraining Rise and Fall Maximum Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12-22

13. Case Analysis

Performing Case Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-2

Constant Propagation Based on Cell Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-5

Case Analysis of Integrated Clock-Gating Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-7

Setting Case Analysis Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-8

Evaluating Conditional Arcs Using Case Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-9

Reporting Case Analysis Values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-10

Removing Case Analysis Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

Constant Propagation Log File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-13

Case Analysis and Maximum Capacitance Checking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13-16

14. Mode Analysis

Mode Analysis Overview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-2

How Cell Modes Are Defined. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-4

Mode Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-4

Setting Modes Using Case Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-5

Chapter 1: Contents

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Contents xv

PrimeTime and PrimeTime SI User Guide Version H-2012.12

Setting Modes Directly on Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-6

Defining and Setting Design Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-6

Defining Design Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-7

Mapping Design Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-8

Mapping a Design Mode to Cell Modes and Instances . . . . . . . . . . . . . . . 14-8

Mapping a Design Mode to a Set of Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-9

Unmapping a Design Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-10

Setting Design Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-10

Reporting Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14-11

15. Timing Paths

Path Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

Path Timing Reports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-2

Reporting Timing Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-6

Reporting Exceptions Source File and Line Number Information. . . . . . . . . . . . . . . 15-9

Path Specification Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-11

Multiple Through Arguments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-12

Rise/Fall From/To Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-12

Reporting of Invalid Startpoints or Endpoints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17

Path Timing Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15-17

16. Timing Exceptions

Timing Exception Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-2

Single-Cycle (Default) Path Delay Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-2

Path Delay for Flip-Flops Using a Single Clock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-2

Path Delay for Flip-Flops Using Different Clocks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-3

Setup Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-4

Hold Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-5

Single-Cycle Path Analysis Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-6

Setting False Paths. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-8

Setting Maximum and Minimum Path Delays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-9

Setting Multicycle Paths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-10

Specifying Exceptions Efficiently . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-15

Contents xvi

PrimeTime and PrimeTime SI User Guide H-2012.12

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Exception Order of Precedence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-17

Exception Type Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-17

Path Specification Priority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-18

Reporting Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-19

Checking Ignored Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-20

Removing Exceptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-21

Transforming Exceptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-22

Exception Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-24

Exception Flattening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16-26

17. Operating Conditions

Operating Condition Analysis Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-2

Minimum and Maximum Delay Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-3

Minimum-Maximum Cell and Net Delay Values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-5

Setup and Hold Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-6

Path Delay Tracing for Setup and Hold Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-7

Setup Timing Check for Worst-Case Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-8

Hold Timing Check for Best-Case Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-8

Path Tracing in the Presence of Delay Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-9

Specifying the Analysis Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-10

Single Operating Condition Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-10

On-Chip Variation Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-11

Using Two Libraries for Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-13

Setting Derating Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-14

Advanced On-Chip Variation (AOCV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

AOCV Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-18

Graph-Based AOCV Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-19

Path-Based AOCV Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

Specifying the Scope of the AOCV Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

Importing AOCV Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-20

Specifying AOCV Derating Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-21

File Format for AOCV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-22

AOCV Table Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-25

Specifying Depth Coefficients. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

Guard-Banding in AOCV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-26

Chapter 1: Contents

1-xvii

Contents xvii

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Incremental Timing Derating. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-27

Using OCV Deratings in AOCV Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-28

Clock Reconvergence Pessimism Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-29

On-Chip Variation Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-30

Reconvergent Logic Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-31

Minimum Pulse Width Checking Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-31

Using CRPR Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-33

CRPR and Crosstalk Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-37

CRPR With Dynamic Clock Arrivals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-38

Transparent Latch Edge Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-38

Reporting CRPR Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-39

Clock On-Chip Variation Pessimism Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17-40

18. Generating Reports

Design Information Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-3

Design Attributes Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-3

Clock Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-4

Cell Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-5

Net Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-7

Path Group Report. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-9

Minimum Pulse Width Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-10

Wire Load Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-11

Wire Load Information for the Current Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

Wire Load Information About Ports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

Disabled Timing Arcs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-12

Fanin and Fanout Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-14

Bus Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-15

Design Constraint Checking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-15

Basic Constraint Checking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-16

Detailed Constraint Checking and Debugging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-17

Analysis Coverage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-19

Global Timing Summary Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-22

Path Timing Report. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-23

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Path Groups. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-23

Using the report_timing Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-24

Reporting Normalized Slack With the -normalized_slack Option . . . . . . . . . . . 18-27

Enabling Normalized Slack Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-28

Reporting Normalized Slack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-28

Setting Limits for Normalized Slack Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-29

Using Normalized Slack to Adjust the Clock Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-29

Using the report_timing -exclude Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-30

Timing Update Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-31

Status Messages During Timing Update . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-32

Clock Network Timing Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-34

Latency and Transition Time Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-34

Skew Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-35

Interclock Skew Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-36

Clock Timing Reporting Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-36

Summary Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-38

List Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-39

Verbose Path-Based Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-41

Limitations of Clock Network Reporting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-43

Using the get_clock_network_objects Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-43

Bottleneck Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-43

Global Slack Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-46

Constraint Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-47

Timing Constraints. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-47

Design Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-48

Generating a Default Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-49

Reporting Violations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-50

Maximum Skew Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-51

No-Change Timing Checks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-53

Unit Reporting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-55

Clock-Gating and Recovery/Removal Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18-55

19. Advanced Analysis Techniques

Time Borrowing in Latch-Based Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19-2

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