STA之AOCV

爲何要引入AOCV

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爲了精確性，爲了剔除悲觀度。用set_timing_derate來設置OCV，對於一個固定的corner，只能對data/clock, cell/net, late/early分別設不一樣的值，由下圖可知，這個值是個trade off的結果，在保證yield的前提下，儘可能不那麼悲觀，但因爲其『固定天性』，這個值既不能cover最悲觀的部分，而對另外一部分又過於悲觀。

什麼是AOCV

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AOCV是一種用僞統計（pseudo-statistical ）來模擬variation的方法，相對於傳統OCV更精確，它用於模擬random 和systematic variations：

Systematic variation：即Distance based AOCV，用於模擬global variation，根據芯片製造過程的統計特性，距離越遠的cell之間相對的variation越大，因此用distance based AOCV來描述距離跟derate之間的關係，距離越大derate越大，這個距離是指一條timing path所在『物理範圍』內對角線的長度。timing path的位置信息由SPEF提供，這要求抽SPEF時須要將座標信息抽出，在STA中讀SPEF時要把SPEF的座標讀入。

 

 Random variation：即Depth based AOCV，用於模擬Local variation，因爲random variation相互抵消做用，derate隨着路徑深度的增長而減少。

 

一般AOCV table有一維跟二維兩種，一維table的index是depth，二維table的index是depth跟distance。對於每種類型的cell，foundry會針對rise/fall, late/early, data/clock分別提供一個table。

object_type : lib_cell

rf_type : rise

delay_type : cell

derate_type : late

path_type : data

object_spec : 10nmlib/BUF_X4

depth : 1 2 3 4 5

table: 1.183 1.145 1.122 1.109 1.0901

 

object_type : lib_cell

rf_type : rise

delay_type : cell

derate_type : early

path_type : data

object_spec : 10nmlib/BUF_X4

depth : 1 2 3 4 5

distance: 0 500 1000 1500

table: 1.123 1.090 1.075 1.067 1.062

       1.124 1.0911.076 1.068 1.063

       1.125 1.0921.077 1.070 1.065

       1.126 1.0941.079 1.072 1.067

 

如何使用AOCV作STA分析

BA AOCV:

• 對於一個cell，其Depth取其所在全部timing path上的最小值；

• 不考慮distance based OCV，即不計算distance的值；

• 若是AOCV table是二維的，STA工具一般會選最後一行作GBA分析，以保證distance值最悲觀。

• PBA AOCV:

  • 在GBA的基礎上，針對用戶指定的一組path從新計算timing，並從新計算該組path上每一個cell的Depth；

  • 對於一個cell，其Depth對不一樣的path分別計算，分別取該cell所在path上的精確值；

  • 若是提供了distance basbed AOCV table，會根據SPEF中的座標信息，計算對應path所在區域的對角線長度，即derate值從二維表格中獲得。

  • PBA計算獲得的值更精確，但須要特別特別特別長的runtime。

 

Tool：由於方法學上一致，在工具端，除了變量/命令命名方式不一樣，剝去這層外衣，裏面都是同樣雪白的肉體。此處仍以Tempus爲例，來介紹工具端使用模型(use model)。

使能AOCV 分析:

• setAnalysisMode –aocv true –analysisType onChipVariation

讀入AOCV table:

• Single corner: read_lib -aocv my.aocv

• MMMC: create_library_set -name mylib -timing my.lib -aocv my.aocv

AOCV相關變量設置：

列幾個經常使用變量，至於每一個變量用於什麼用途，請自行查guide。這裏須要特別說明的一點是：若是既讀入了AOCV table又用set_timing_derate設了OCV，不一樣工具的行爲有所差異，都有相應的變量控制。對於Tempus工具在計算最後的derate時會根據如下標紅變量的不一樣設置，作不一樣計算。

timing_aocv_analysis_mode

timing_aocv_derate_mode 

timing_derate_aocv_reference_point 

timing_derate_ocv_reference_point

timing_derate_aocv_dynamic_delays

AOCV report：

report_aocv_derate

report_timing -retime aocv/aocv_path_slew_propagation

report_timing -format { ... stage_count aocv_derateuser_derate ...}