如何快速查找目标cell

在用Vivado时，必然会用到Tcl。一方面描述约束时要用到，另一方面执行各种操作典型的如生成各种定制化报告等也会用到。这其中涉及到一个重要问题：如何快速且高效地找到目标单元（cell）。什么是cell可以阅读这篇文章：一张图看懂cell, pin, net, port。

通常，Vivado综合后的结果是以层次化方式显示的，这种层次化方式和设计输入阶段的RTL代码层次基本吻合。因此，对于设计者而言，了解原始RTL代码的层次结构有助于查找cell。

方法1：根据目标cell的名字特征查找

Cell的名字其实是包含层次的，类似于操作系统中文件的全名。假如，已知cell名字中包含字符char_cnt_reg，那么可借助该字符查找cell，如下图所示。

这里，选项-hier的目的是层次化寻找。同时，还可以看到Vivado的命名特征：对于寄存器，综合后的名字是在原有名字后添加“_reg”。

方法2：根据REF_NAME查找

REF_NAME实际上是cell的一个属性。每个cell都有自己名字（NAME），也都有自己的REF_NAME。那么什么是REF_NAME呢？从宏观上看，Verilog module关键字后的名字或者VHDL entity关键字后的名字就是REF_NAME。module或entity被实例化后，会有个实例化名字，这个名字将构成NAME的一部分。从微观上看，RTL代码综合后的电路最终映射到具体芯片的查找表、触发器、Block RAM、DSP48等。这些逻辑单元都有自己对应的cell，同样每个cell都有REF_NAME。不同的是，REF_NAME的名字是固定的。例如，如果RTL代码对应的电路是触发器，那么其REF_NAME的可能值是FDCE、FDPE、FDRE或FDSE。如下图所示。

REF_NAME是cell的属性，因此在使用时需要借助选项-filter。例如：查找REF_NAME为FDRE的所有cell，其命令如下图所示。

显然，NAME和REF_NAME可以结合使用，以便更准确地找到目标cell。例如，查找名字中包含特征字符active，且REF_NAME是FDRE的cell，具体命令如下图所示。

这里，使用了“&&”，与Verilog中的含义一致，都表示逻辑与。

方法3：根据其他属性查找

选中一个cell，在其property窗口中可以看到相关的属性。根据属性的特征可以筛选出目标cell。例如，可以根据属性IS_SEQUENTIAL获取设计中的所有时序逻辑单元。

方法4：根据cell与net或pin的关系查找

通过与cell相连的net可以找到cell，通过附属于cell的pin也可以找到cell。看一个典型案例。具体电路如下图所示。图中蓝色标记的net为已知net，现在要找到这个net的所有负载。

具体命令如下图所示。注意第二条命令，先找到与net直接相连的pin。在找pin时，要求pin的方向为输入，也就是pin为输入管脚，同时pin是leaf pin，也就是最底层的pin，这意味着图中的rst_clk_tx不是目标pin，而FDSE的S以及FDRE的R是目标pin。

几个小技巧：

技巧1：

在Schematic视图下，选中一个对象，不管该对象是pin、cell还是net，在Tcl Console中输入命令get_selected_objects，就可以打印出该对象的全名。

技巧2：

如果已知一个对象的全名，在Tcl console中获得该对象，并执行select_objects，然后按下F4，则可显示该对象的Schematic视图。具体操作如下图所示。

技巧3：

如果返回对象很多，不便于查看可通过show_objects命令查看。具体操作如下图所示。该命令会打开一个新窗口，显示找到的对象。

典型案例：

查找指定模块下的所有触发器，假定这里指定的模块为samp_gen_i0下的子模块meta_harden_samp_gen_go_i0，具体命令如下图所示。这里将NAME和REF_NAME结合使用。

如果采用如下命令，则会报告没有匹配对象。这是因为-hier和层次表示符不能同时使用，但可以在选项-filter中使用，如上图所示的那样。

思考一下，根据上述方法，

1. 如果要找到指定模块下的所有Block RAM对应的cell，应采用什么样的命令？

2. 如果要找到指定模块下的所有Ultra RAM对应的cell，应采用什么样的命令？

3. 如果要找到指定模块下的所有DSP48对应的cell，应采用什么样的命令？

4. 如果要找到指定模块下的所有时序单元对应的cell，应采用什么样的命令？

在描述时序约束时，越具体越好，这里介绍的方法可以帮助我们准备找到目标cell。

文 | Lauren 图 | Lauren

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