SoC芯片中Clock Gen和Reset Gen的时钟树综合

news2025/1/17 1:17:22

社区目前已经开设了下面列举的前四大数字后端实战课程，均为直播课，且均是小编本人亲自授课！遇到项目问题，都可以远程一对一指导解决具体问题。小编本人是一线12年后端经验的数字后端工程师。想找一线IC后端技术专家亲自带你做后端实战项目的同学，可以私信。

社区第四期复杂时钟设计Clock Gen时钟树综合训练营将于10月19号正式开班！超小班教学，星主亲自授课！

本期包含两个复杂时钟clock gen设计，即在原来clock gen设计项目的基础上另外再加入一个更复杂的clock gen设计（包含1000 clock +）。

复杂时钟clock gen结构

复杂时钟设计时钟树综合(clock tree synthesis)常见20大问题
数字IC后端设计实现系列课程

CRG全称是Clock &Reset Generator。所以它包含两大部分，一部分是时钟产生电路，另外一部分是时钟复位电路。下方为小编画的一个SoC芯片中CRG的思维导图。作为一名资深的IC后端工程师还是需要对这里面的Clock Generator有一定的了解。我们可以不用自己去写各种时钟产生电路的代码，但一定要对这些电路结构有所了解。这样才比较有利于我们做时钟树综合。

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数字IC后端时钟树综合专题（OCC电路案例分享）

对于时钟复位和咱们数字后端工程师相关的就是在做时序检查timing signoff时会看到recovery和removal的timing问题。

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一般来说整个SoC芯片的CRG设计是由相对比较资深的IC前端设计工程师来完成的。并且他们还会整理出整个设计的时钟结构框图。对于设计中存在分频的点必须明确在文档中指出，以免出现后续写时序约束SDC遗漏时钟的情况。

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下图所示为咱们社区复杂时钟结构clock gen设计时钟树训练营项目的时钟结构图。咱们每个学员都可以根据design的netlist轻松画出来如下所示的时钟结构图。

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社区新一期复杂时钟Clock Gen时钟树综合训练营将于10月份正式开班！本期将在原来项目的基础上再增加一个1000+个clock的项目。
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下图为一个典型的SoC芯片的时钟结构图。这里展示的部分均为Clock Generator。

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整个芯片的时钟源头为外部晶振输入的32K或24MHz。这个外部时钟通过IO送给芯片中的各个PLL锁相环，经过图中的各个Clock 开关Switch(ICG)，再经过分频电路和无毛刺时钟切换电路，最终送给各个数字和模拟IP（局部也会送到IO作为时钟观测用）。

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【思考题】下图为一个典型的时钟结构设计，我们应该如何来做时钟树综合？CTS Constraint需要怎么写？
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写这个CRG时还需要和DFT工程师沟通好mbist，occ时钟的结构（不同OCC属于异步关系）。如果这里设计不合理会导致后续timing完全收敛不了。经常会出现scan测试模式hold violation特别大，其根本原因是时钟结构不合理，长tree过程是完全按照异步来做，但最终时序检又是同步的。这种情况的timing signoff一定会让你崩溃的。

下图所示为一个典型的OCC电路，这里面包含三路时钟，分别是fast_clock，slow_clock和ijtag_clock。针对这种OCC电路，我们在做时钟树综合时必须把不相干的clock隔开开，否则会出现IP和OCC Controller中的寄存器tree被拖长的情况。
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