primetime中cell和net的OCV

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前言

在生产中，外界环境的各种变化，比如PVT，都可能会使芯片产生不同的误差。由于这些偏差的存在，不同晶圆之间，同一晶圆的不同芯片之间，同一芯片的不同区域之间，情况都是不相同的。而OCV就可以描述PVT在单个芯片所造成的影响，我们在时序分析时引入derate参数模拟OCV效应，其通过改变时延迟的早晚来影响设计。

一、Cell OCV

Cell的OCV的input data一般有两种，一是手写的带有POCV的文件；二是TSMC提供的带有POCV的lib。

1. POCV coefficient file

对于不同的标准单元库，其不同PVT条件均有不同的POCV文件。在使用POCV文件的情况下，cell delay的计算遵从如下公式，其中P代表正态分布，而C称为POCV coefficient：
cell delay = nominal_delay + (C * nominal_delay) * P
POCV coefficient文件中所能查到的内容正是上述公式中的参数C。一般在同一个PVT条件下的某个cell，都会有late-rise, late-fall, early-rise, early-fall等四种参数，这四种参数分别应用在setup和hold的rise/fall分析中。如下图所示。

2. POCV Slew-Load Table in Liberty Variation Format（LVF lib）

PrimeTime can read a POCV slew-load table for each delay timing arc in Liberty Variation Format (LVF). The following example shows a POCV slew-load table in the library.


Using LVF improves the overall accuracy of POCV analysis by applying coefficients that vary with different slew and load conditions, instead of using a fixed coefficient for all conditions. The tool supports POCV LVF data for delay timing arcs, setup and hold constraints, recovery and removal constraints, and clock-gating checks.
因此，与读POCV coefficient file相比，POCV coefficient file中的C数值是一个固定值，但是LVF对于不同的Slew-Load有不同的delay, LVF对POCV的分析会更加准确。
PrimeTime can also read distance-based derating in the Liberty Variation Format, as shown in the following example. While linking the design, PrimeTime automatically reads the distance-based derating table if it exists in the library.

If the tool reads both types of data, the POCV single coefficient in a side file has higher precedence and overrides the POCV slew-load table in the library.也就是说如果使用了coefficient file和LVF lib，那么coefficient file对POCV的设置的优先级更高。

如果使用了LVF lib之后，还想要对cell加额外的derate，则可以使用set_timing_derate -cell_delay -increment指令。
setup检查:
对于launch clock path 和 data path 使用 -late 选项；对capture clock path 使用 -early 选项。
set_timing_derate -early -0.112 -clock -cell_delay [get_lib_cells / -quiet] -increment
set_timing_derate -late 0.112 -cell_delay [get_lib_cells / -quiet] -increment
hold检查:
对于launch clock path 和 data path 使用 -early 选项；对capture clock path 使用 -late 选项。
set_timing_derate -early -0.112 -cell_delay [get_lib_cells / -quiet] -increment
set_timing_derate -late 0.112 -clock -cell_delay [get_lib_cells / -quiet] -increment

二、Net OCV

可以通过derate 特定单元/走线(cell/net)的延迟来对OCV的影响进行建模。下面的指令通过derate net的delay来对OCV的影响进行建模。

set_timing_derate -early -0.07 -net_delay [get_nets -h * -quite] -increment
set_timing_derate -late 0.07 -net_delay [get_nets -h * -quite] -increment

三、如何check OCV是否已加上？

可以使用下面的指令来验证OCV是否加上，POCV的信息在Mean和sensit列里面。

report_timing -transition_time -crosstalk_delta -derate -nets -from [get_pins $cell/CP] -to [get_pins $cell/D] -nosplit -pba_mode exhaustive -variation

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总结

在设计中引入OCV的目的在于从设计角度考虑芯片在实际生产中可能出现的各种差异(variation)，从而适度增加设计余量(margin)，减少不必要的设计悲观量(pessimism)。