点论 | 很基很基的基本点

如何处理设计中的combinational loop？

通常，在同步设计中，combinational loop 跟latch 是两个要尽量避免的东西。但在设计初始阶段或在一些特殊设计中，combinational loop 是不可别避免的，比如随机数生成器。那如何处理combinational loop 呢？

1）combinational loop 在设计实现中的最大的影响是timing 分析，工具无法计算一个loop 的timing；

2）如果designer 没有用set_disable_timing 打断combinational loop ，优化工具如Genus 跟innovus都会自动插入loop breaker，再做优化；

3）如果是工具自动插入loop breaker，通常在log 中都会有对应的warning 信息，如Genus 会报TIM-2；

4）check_timing 会check 设计中是否有combinational loop，建议读入设计跟sdc 后run该命令进行check；工具通常也有报loop的命令，如Genus 中的report_loop；

5）根据check_timing的结果跟相关设计人员确认，如果是设计中一定要有的combinational loop 最好用set_disable_timing 设掉，如果是不期望的combinational loop 要让设计人员改代码；

6）STA 工具不会自动打断combinational loop，必须要用set_disable_timing 来打断，在STA中如果有combinational loop 而且loop 在clock path 上则会有各种奇怪的问题，如导致clock 传不到后面，通常clock path 上的combinational loop 都是代码问题。

某兄dei 补充

众所周知，为了潜在的ECO 需求，在设计中都会撒一些spare cell，那么spare cell 有哪些注意事项呢？

1）spare cell 的类型：spare cell 的功能应该齐全，如除了基本的buffer，inverter，and，nand，or，nor，还应包括可编程cell（Gate array），aoi，oai，xor，mux，scan flop等，而且每类cell 最好要有多种驱动能力；除此之外还应该有tie-H 跟tie-L 的cell；

2）spare cell 对面积的影响，spare cell 种类要齐全，但也不能对die 的面积有太大影响，通常spare cell 占比1%，最大不能超过2%；

3）通常老的设计，做ECO的可能性很小，但是对于那些新的设计需要做ECO的可能性极高，所以应该在有新设计的module 中撒更多的spare cell；

4）在一个合格的设计中，PR 后的netlist 中是不能有floating 的input的，所以要对spare cell的input 做处理，通常会tie 到0/1；如果是多电压域的设计，要注意input pin tie cell 的power domain；

5）要提前考虑，spare DFF 的clock 是否要做tree，是否要将其预先插到scan 链上；

6）如果是低功耗设计，还应包括spare isolation，level shifter 跟 retention cell；而且要考虑不同电压域所需要的工作于不同电压的std cell；

7）对于congestion 敏感的设计，在选spare cell的时候还应考虑是否对congestion 友好；

8）因为eco 改Metal1 通常很贵，所以最好选择place pin 在Metal2 以上的cell；

9）后端如何撒spare cell ，通常需要均匀分布，要考虑后续ECO的便利性，通常有distributed 跟clustered 两种。