VCS门级仿真系列文章之sdf文件和$sdf

SDF文件（Standard Delay File）提供了延迟信息表示的标准ASCII文件格式，VCS支持版本1.0、1.1、2.0、2.1和3.0。

在SDF格式中可以指定固有延迟（intrinsic delays），互连延迟（interconnect delays），端口延迟（port delays），时序检查（timing checks），时序约束（timing constraints）和路径脉冲（PATHPULSE）。

使用VCS读取SDF文件时，会将延迟值“反向标注（back-annotates）”到设计中，即在源文件中添加或者更改延迟值。

可以使用$sdf_annotate系统任务进行反标，其使用格式如下。

$sdf_annotate(“sdf_file”[,module_instance][,“sdf_configfile”][,“sdf_logfile”][,“mtm_spec”][,“scale_factors”][,“scale_type”]);

其中：

"sdf_file"：指定SDF文件的路径。

module_instance：指定反标设计的范围（scope）

“sdf_configfile”：指定SDF配置文件

“sdf_logfile”：指定VCS保存error 和warnings消息的SDF日志文件。也可以使用+sdfverbose runtime option来打印所有反标消息

"mtm_spec"：指定延迟类型"MINIMUM（min）", "TYPICAL（typ）“或者"MAXIMUM（max）”。

"scale_factors"：分别指定min:typ:max的缩放因子，默认是"1.0:1.0:1.0"

“scale_type”：指定缩放之前延迟值得来源，“FROM_TYPICAL”,“FROM_MIMINUM”, “FROM_MAXIMUM"和"FROM_MTM” (default).

下面通过一个振荡环（ring_oscillator）示例sdf文件和$sdf_annotate的用法。

ring_oscillator.v

`timescale 1ns / 1ps

module ring_oscillator
(
input enable ,
output out
);
wire [2 : 0] inv_net;
INVX1 u1(.Y(inv_net[0]),.A(inv_net[2])) ;
INVX1 u2(.Y(inv_net[1]),.A(inv_net[0])) ;
NAND2X1 u3(.Y(inv_net[2]),.A(enable),.B(inv_net[1])) ;
assign out = inv_net[2] ;
endmodule

上述是振荡环的Verilog代码，直接使用门级单元例化，无需重新综合。

上述电路在功能仿真时不会振荡环，只有考虑真实电路的单元延时和线延时才会振荡。

使用Design Compiler读入该设计，然后吐出SDF文件。

(DELAYFILE
(SDFVERSION “OVI 2.1”)
(DESIGN “ring_oscillator”)
(DATE “Sun Feb 28 15:11:49 2021”)
(VENDOR “fast”)
(PROGRAM “Synopsys Design Compiler cmos”)
(VERSION “K-2015.06”)
(DIVIDER /)
(VOLTAGE 1.10:1.10:1.10)
(PROCESS “fast”)
(TEMPERATURE -40.00:-40.00:-40.00)
(TIMESCALE 1ns)
(CELL
(CELLTYPE"ring_oscillator")
(INSTANCE)
(DELAY
(ABSOLUTE
(INTERCONNECT enableu3/A (0.000:0.000:0.000))
(INTERCONNECT u2/Y u3/B(0.000:0.000:0.000))
(INTERCONNECT u1/Y u2/A(0.000:0.000:0.000))
(INTERCONNECT u3/Y u1/A(0.000:0.000:0.000))
)
)
)
(CELL
(CELLTYPE"NAND2X1")
(INSTANCE u3)
(DELAY
(ABSOLUTE
(IOPATH A Y(0.011:0.011:0.011) (0.014:0.014:0.014))
(IOPATH B Y(0.013:0.013:0.013) (0.016:0.016:0.016))
)
)
)
(CELL
(CELLTYPE"INVX1")
(INSTANCE u2)
(DELAY
(ABSOLUTE
(IOPATH A Y(0.009:0.009:0.009) (0.008:0.008:0.008))
)
)
)
(CELL
(CELLTYPE"INVX1")
(INSTANCE u1)
(DELAY
(ABSOLUTE
(IOPATH A Y(0.013:0.013:0.013) (0.010:0.011:0.011))
)
)
)
)

在testbench中使用$sdf_annotate系统函数：

initial
begin
$sdf_annotate(“ring_oscillator.sdf”,ring_oscillator);
end

界面打印出信息

*** $sdf_annotate() version 1.2R
*** SDF file: “ring_oscillator.sdf”
*** Annotation scope: ring_oscillator_tb.ring_oscillator
*** No MTM selection argument specified
*** No SCALE FACTORS argument specified
*** No SCALE TYPE argument specified
*** MTM selection defaulted to “TOOL_CONTROL”:
(+typdelays compiled, TYPICALdelays selected)
*** SCALE FACTORS defaulted to “1.0:1.0:1.0”:
*** SCALE TYPE defaulted to: “FROM_MTM”
*** Turnoff delay: “FROM_FILE”
*** Approximation (mipd) policy: “MAXIMUM”

然后就可以在DVE中看到振荡的输出了

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