黄金 STA:PrimeTime 凭什么说了算(E1)
S5 签核枢纽从数据流讲过 STA 的枢纽地位;本篇握工具:PrimeTime(
pt_shell,Cadence 对应 Tempus)怎样建 timing graph、多角多模怎么并发、OCV→AOCV→POCV 三代降额在算什么、报告逐字段怎么读、什么情况下可以合法 waiver。设计侧概念见 静态时序分析。
一、STA 的输入与构图

PT 读入门级网表建拓扑,为每条 net 反标对应 RC 角的 SPEF,按 SDC 建时钟/例外,按 UPF 处理电源域与 level shifter,再为每个 MMMC 场景绑定库角与寄生角,沿 timing graph 做静态路径枚举——不依赖激励,所以能穷尽所有路径,这是它相对仿真成为签收标准的根本原因。
二、检查方程与三代降额
- setup:
到达时间(数据最快+时钟最晚不确定) ≤ 要求时间;hold 反之用同周期最快/最慢; - OCV:对同一条路径的发射/捕获时钟与数据按工艺偏差乘统一 derate 系数,悲观但简单;
- AOCV:按路径深度/距离查表给不同 derate,减少过度悲观;
- POCV(统计学):每个单元延迟按高斯分布 σ 建模,按路径长度累加方差,先进节点(偏差占比大)事实标准,比 AOCV 更准且省豁免;
- CRPR:时钟发射/捕获共享段的偏差本应同号,悲观分析会重复扣减,CRPR 把这部分抵掉,是 OCV 类分析的必备修正;
- SI/串扰:邻居同时翻转经耦合电容改变延迟(delta delay),签核要在带 SI 模式下分析,并用 glitch 检查误触发。
三、MMMC:一次 run,多场景签核
PT 在一个 session 里定义多个 scenario(mode×PVT 角×RC 角),并行分析、共享网表拓扑,分别报 worst:
- 典型集合:func-ss-rcmax(setup 最坏)、func-ff-rcmin(hold 最坏)、scan/test 模式、休眠/唤醒模式;
- 角的配对由 PDK 规定(温度反转下 hold 角不一定是 ff-冷,见 F10);
- 输出按 scenario 分组,只要一个应签角未跑或未清,就不能宣布签收(剪枝漏签是 X2 的头号事故)。
四、报告逐字段怎么读
report_timing -delay max/min -scenario xxx 的关键列:
| 字段 | 含义 | 排查动作 |
|---|---|---|
| slack | 该路径余量(负=违例) | 看负多少、集中在哪类路径 |
| data arrival | 单元延迟+线延迟+ launch clock | 判断逻辑级数 vs 长线主导 |
| data required | 周期- setup 要求+ capture clock | 查时钟偏斜/不确定度 |
| clock path skew | 发射/捕获时钟差 | 回 CTS 或 CTS ECO |
| logic levels | 组合逻辑级数 | 级数过多→微架构/retime |
汇总看 WNS(最差单条)/TNS(总违例)/违例路径数:WNS 很小但 TNS 巨大=大量轻度违例(可批量插缓冲);WNS 巨大=结构性长路径(要改 RTL/约束,见 X3 ECO)。同时必看 report_constraint -all、report_disable_timing/例外清单、未约束路径与异步域。
五、豁免(waiver)纪律
违例不能靠「改 SDC 让它变绿」消除:false path/multicycle 必须有架构依据、owner 签字、有效期与评审记录,且要先确认异步/多周期关系真实存在(见 F4 例外评审)。每条 waiver 进 X1 交接清单与 QoR 看板,在 S6 物理验证/流片评审中被复核。
六、典型翻车点
| 事故 | 根因 | 拦截 |
|---|---|---|
| 一个角漏签导致返工 | 场景清单与 run 未对账 | 场景覆盖矩阵门禁 |
| 实现绿、PT 红 | 寄生/降额口径差 | 签核级 SPEF+POCV |
| hold 在硅上失效 | 温度反转角选错 | 用 PDK 指定 hold 角 |
| 「改约束收时序」 | 无依据 false path | waiver 评审+签字 |
| ECO 后只跑单角 | 作废链不全 | X3 全角回归 |
相关与延伸
- 数据流:S5 签核枢纽;格式:SPEF/SDF F5、SDC F4、F10 基线。
- 实现侧:D1 Innovus;设计概念:静态时序分析。
总结
黄金 STA 把网表、多角 SPEF、SDC/UPF 和库视图装成共享拓扑的 MMMC timing graph,用 POCV+CRPR+SI 对每个 PDK 规定的场景穷尽静态路径,凭 WNS/TNS 与违例分布区分「批量小违例」与「结构性长路径」;它的权威来自穷尽性和签核级模型,而任何违例只能靠修复或有架构依据、带签字的 waiver 关闭,漏角或假例外等于没签。