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網(wǎng)絡(luò)課程《數(shù)字集成電路靜態(tài)時序分析基礎(chǔ)》的筆記

地址：https://www.iccollege.cn/portal/courseDetail/193.mooc

TCL 的應(yīng)用

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Synopsys Tcl

例如，統(tǒng)計時鐘數(shù)量，人數(shù)顯然不合理，可以用腳本語言統(tǒng)計，但是可以更加簡單，直接用 Synopsys Tcl 的拓展命令更加便捷

參考資料

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TCL 在 EDA 工具中的拓展與應(yīng)用

通過對 Design Object 的分析，了解和學(xué)習(xí) DC 獲取電路并進(jìn)行解析的方法

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常見指令

get_ports

語法格式：get_ports portsName

指令功能：返回 design 中對應(yīng)的 port object

如何查看 deign 當(dāng)中有沒有一個叫做 CLK 的 port？

get_ports CLK
{CLK}

如何查看 deign 當(dāng)中有沒有一個 port 叫做 SPI？

get—_ports SPI
No object Found!

查看 design 當(dāng)中所有的 port(*可以統(tǒng)配任何字符)

get_port *
{A B C D CLK OUT[0] OUT[1]}

假設(shè) port 名字交{CLKA CLKB OUTA OUT B INA INB}，如何得到所有 C 開頭的 port？

get_ports C*
{CLKA CLKB}

?

get_cells

語法格式：get_cells cellsName 指令功能：返回 design 中對應(yīng)的 cell 的 instance name object

查看是否有一個叫 U4 的 cell

get_cells U4
{U4}

查看所有 cell

get_cells *
{U1 U2 U3 U4}

查看以 3 結(jié)尾的 cells

get_cells *3
{U3}

?

get_nets

語法格式：get_nets netsName 指令功能：返回 design 中 net 的 object

查看 INV 開頭的 net

get_nets  INV*
{INV0 INV1}

查看所有 net

get_nets *
{A B C D CLK BUS0 BUS1 INV0 INV1 OUT[0 OUT[1]]}

查看有多少個 net

llength [get_object_name [get_nets *]]
11
sizeof_collection [get_nets *]
11

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get_pins

語法格式：get_pin pinsName

指令功能：返回 design 中 pin 的 object

查看叫 Z 的 pin

get_pins */Z
{INV0/Z INV1/Z}

查看 Q 開頭的 pin

get_pins */Q*
{ENCODER/Q0 ENCODER/Q1 REGFILE/Q[1] REGFILE/Q[0]}

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數(shù)據(jù)類型

數(shù)據(jù)類型：”object（對象）“及其“屬性”

說明:

object 使 tcl 的一個重要拓展常見對象有四種 cell、net、port、pin 每種 object 有他的屬性任何一個屬性都可以用 get_attribute 得到 list_attribute -class *可以得到 object 的屬性部分屬性可以用 set_attribute 來設(shè)置

Cell object

屬性 ref_name：用來保存器 map 到 reference cell 名稱

get_attribute[get_cell -h U3] ref_name
{INV}

Pin object

屬性 owner_net：用來保存與之相連的 net 的名稱

get_attribute [get_pins U2/A] owner_net
{BUS0}

Port object

屬性 direction：用來保存 port 方向

get_attribute [get_ports A] direction
{in}
get_attribute [get_ports OUT[1]] direction
{out}

Net object

屬性 full_name：用來保存 net 的名稱

get_attribute [gets_nets INV0]
{INV0}
get_object_name [get_nets INV0]
{INV0}
get_attribute INV0 full_name
Error:No attribute found

理解屬性以后，就可以完成更多的任務(wù)：

get_* -f：-f 這個 option 可以用來過濾屬性，以得到我們想要的 object 得到所有方向是 input 的 port

get_ports * -f "direction==in"
{A B C D CLK}

得到所有方向是 output 的 pin

get_pins * -f "direction==out"
{U1/Q0 U1/Q1 U2/Z U3/Z REGFILE/Q[0] REGFIEL/Q[1]}

得到所有 ref_name 是 INV 的 cell

get_cells * -f "ref_name==INV"
{U2 U3}

如何的得到電路中所有的 inverter，那么應(yīng)該輸入什么樣的腳本？

1. 直接使用 Synopsys TCL 指令
get_buffers -inverter
2. 人工拓展 TCL 指令
get_inverters

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使用 TCL 語言控制設(shè)計 EDA 工具

講述一個簡單的、入門級的 Synopsys DesignComplier 自動化方案，供初學(xué)者參考，感興趣的同學(xué)可以對該方案進(jìn)行優(yōu)化升級

特點

全自動化普適性與可重用性，修改參數(shù)即可應(yīng)用到不同設(shè)計中

自動化電路綜合平臺只需要用戶將待綜合的設(shè)計與庫文件放入一個文件加，修改與帶綜合設(shè)計對象有關(guān)的環(huán)境變量參數(shù)，在命令窗喚醒 DC 的指令，即自動化地完成綜合過程，并得到綜合后的網(wǎng)表文件和所需報告

運行流程：

運行 run.csh 腳本，啟動 DC

#!/bin/csh -f
# 清除之前的文檔
\rm -rf *.log *svf alib* reports log work
# 新建文件夾
mkdir reports work
# 啟動 DC 并運行 top.tcl
dc_shell-xg-t -32bit -f ./top.tcl

建立 reports 與 work 兩個文件夾。reports 文件夾存放報告，work 存放文檔和腳本啟動頂層腳本 top.tcltop.tcl 按先后順序啟動子腳本，最總生成 script.tclDC 讀取 script.tcl 中的約束，最總完成綜合，并將所有報告寫入 reports 文件夾中

top.tcl 腳本運行機(jī)制：

set_library.tcl：生成設(shè)定庫文件中的 search path 的約束 read_design.tcl：生成讀入設(shè)計文件的約束 create_clock.tcl：生成時鐘源相關(guān)的約束 set_rst.tcl：生成復(fù)位端口的約束 set_io.tcl：生成輸入輸出端口的約束 set_cons.tcl：生成保存門級網(wǎng)表、各種 reports 文件的約束

注意：

以上所有約束都自動生成，無需人為干預(yù)庫文件、代碼、時鐘、復(fù)位、輸入輸出等均根據(jù)代碼自動進(jìn)行匹配，并生成相應(yīng)的約束最終所有約束都被寫入到 script.tcl 中，供 DC 讀取，完成最終的邏輯綜合過程

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代碼讀入約束生成

工作流程：

設(shè)計文件通常使用 verilog 文件，所以拓展名通常為 v，所以先將變量 extension 設(shè)為 v 調(diào)用 filelist.tcl 腳本，將所有拓展名為 v 的文件的文件路徑輸出到一個名為 v_list 的文檔打開 v_list 文檔，根據(jù)文件的內(nèi)容讀入設(shè)計文件的指令輸出道道 script.tcl 腳本

set extension v
source[file join $::script_path test/filelist.tcl]
    #調(diào)用 filelist.tcl 腳本
set des[open[file join $::script_path test/work/v—list]r]
set design [gets $des] #打開 vlist 文檔
for{}{$design!=""}{set design [gets $des]}{
    puts $script [format "read_file -format verilog %s"$deslgn]
    #輸出讀入設(shè)計文件指令
}
puts $scnpt[format "current_design %s" $top]
    #輸出設(shè)置頂層設(shè)計指令

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代碼 filelist 生成模塊 filelist.tcl

功能：便利目標(biāo)文件下所有文件，并將拓展名(.v)符合要求的文件完成路徑輸出到指定的文檔，最終形成 DC 讀取 verilog 代碼的約束，寫入 script.tcl 中

工作流程：

將工作路徑切換到指定的工作路徑判斷當(dāng)前目錄下的文件拓展名是否與設(shè)置的變量 extension 一直，如果一致，就將該文件路徑輸出到指定的文件如果有文件夾，則遞歸調(diào)用本程序，直至結(jié)束

proc FindFile{myDirresult}{
    if([catch {cd $WDir} err]}{
        puts $result $err
        return}
    foreach myfile [glob-nocomplam *]{
        cd $myDir    #切換到對應(yīng)路徑
    if{[string equal $myfile ""]}{
        return}    #如果是空文件夾就返回
    set fullfile [file join $myDir $myfile]
    if{[file isdirectory $myfile]}{
        FindFile $fullfile $result    #如果有下一級路徑則遞歸調(diào)用本函數(shù)
    }elseif{[string equal [file extension $fullfile] [format ".％s" $::extension]]){#判斷擴(kuò)展名是否與要求一致
    puts $result $fullfile}}}

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時鐘約束生成子模塊

功能和流程：

首先調(diào)用 parameter.tcl 腳本，讀取其中用戶對時鐘源指定的參數(shù)，如時鐘周期等；調(diào)用 find_clk.tcl 腳本，該腳本會將搜索頂層設(shè)計中的所有的 clk 端口，并將所有搜索結(jié)果輸出到一個名為 clk_list 的文檔；打開 clk_list 檔，將對時鐘端口施加約束的指令輸出到 script.tcl 腳本。

source [file join $::script_path test/findclk.tcl]
#調(diào)用 find_clk.tcl 腳本

set a [open [file join $::script_path test/work/clk_list] r]
#打開 v_list 文檔

set b [gets $a]
set result [open[file join $::script_path test/work/script.tcl]

#DC 時鐘約束
for {} {$b!=""}{set b [gets $a]}{
    puts $result [format "create_clock -name \"clock\" -period %u -waveform {0 %d}{ %s }" $::clk_source[expr $::clk_source/2]$b]
    #將生成時鐘源的指令輸出到 scnpt．tcl 腳本
    puts $result [format "set_dont_touch_network \[get_ports%s\]"$b]
    #對時鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 don't touch
    puts $result [format "set_drive 0 \[get_ports%s\]"$b]
    #設(shè)置時鐘端口驅(qū)動為無窮大
    puts $result [format "set_ideal_network \[get_ports%s\]"$b]
    #設(shè)置時鐘端為理想網(wǎng)線
}
close $result

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匹配時鐘端口子模塊

功能：搜索代碼中所有的時鐘端口，將結(jié)果輸出到 work 文件夾下的 clk_list 文檔

工作流程

打開 v-list 文檔，在其中找到頂層設(shè)計的路徑，并打開設(shè)計文件；利正則表達(dá)式匹配其中的 clk 端口，并將匹配到的時鐘端口的端口名輸出到 work 文件夾下的 clk_list 文檔

for {} {[eof $designfile]==0}{set fdesign [gets $designfile]}{
    if{[regexp{input.*} $fdesign a]}{
    #利用正則表達(dá)式匹配到聲明輸入端口那一行
        if{[regexp {[^,( ]*clk[^,;]*}$a rport]}{
        #利用正則表達(dá)式在那一行匹配后綴為 clk 的端口
        puts $fport $rport
        #將匹配到的端囗名輸出到 clk_list 文檔
    }
    }
}

其余腳本工作機(jī)制類似。最終，所有的約束都被寫入了 script.tcl 中。script.tcl 腳本完全由自動化電路綜合平臺生成，并非人工編寫；在自動化電路綜合平臺運行后，由頂層腳本調(diào)用各子模塊腳本生成該腳本。生成該腳本后，由頂層腳本調(diào)用該腳本，由此實現(xiàn)對設(shè)計的綜合。子模塊腳本生成該腳本。生成該腳本后，由頂層腳本調(diào)用該腳本，由此實現(xiàn)對設(shè)計的綜合。

《數(shù)字集成電路靜態(tài)時序分析基礎(chǔ)》筆記③