8位risccore的数字静态时序分析实现与研究(附件)【字数：12310】
摘 要随着集成电路的发展，集成电路越来越复杂，对集成电路设计也提出了更高的要求，设计难度大大增加。原先的动态时序验证方式已经不能够满足设计者的需求，静态时序分析以其更快捷更方便的特点成为集成电路设计中不可或缺的一环。本文使用synopsys公司prime time工具对8位RISC core进行静态时序分析，该设计基于SMIC 90nm工艺库，使用Verilog HDL编写RTL代码，再使用TCL脚本实现静态时序分析流程，生成时序报告，对于时序上的违例进行分析优化，得到最终结果。最终的时序报告表明，在延迟取最大值，path type为max的条件下，clk、input、output三个report最后的slack结果分别为1.60、1.62、1.68，都大于0，符合上海屹澜信息科技有限公司的时序设计要求。
目 录
第一章 绪论 1
1.1集成电路的发展以及趋势 1
1.2静态时序分析的重要性 1
1.3本文的主要内容 2
第二章 设计环境 3
2.1数字集成电路设计流程 3
2.2Linux系统 4
2.2.1Linux系统的特点 4
2.2.2Linux系统的文件结构 5
2.3 Prime time介绍 5
2.3.1 Prime time的特点和功能 5
2.3.2 Prime time和DC中的STA的区别 6
第三章 8位RISC core的工作原理 7
3.1 8位RISC core概述 7
3.2 RISC的架构 7
3.3 RISC模块划分 8
第四章 8位RISC core静态时序分析 10
4.1静态时序分析 10
4.1.1静态时序分析的主要步骤 10
4.1.2静态时序分析路径的定义 10
4.1.3静态时序分析的时序检查 11
4.2设置工作目录 13
4.3静态时序分析调用文件 14
4.4 Prime Time静态时序分析 15
4.4.1 设置环境变量 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
/> 4.4.2设置时序约束 16
4.5时序违例检查 18
4.5.1 设置多周期路径 18
4.5.2设置虚假路径 19
4.5.3指定路径最小和最大延时、路径分析 19
4.5.4 setup time和hold time违例解决 20
4.6运行prime time 20
第五章 静态时序分析结果 22
5.1 生成report 22
5.2 report分析 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 27
附录A 静态时序分析用到的脚本 27
附录B report结果 30
附录C RISC core的8个模块 32
第一章 绪论
1.1集成电路的发展以及趋势
电路元件在100多年前就已经诞生，而集成电路也有50多年的历史。下面就对电路的发展历程进行介绍。1906年，第一个电子管诞生；19121913年，电子管产业的发展促使无线电技术的诞生；1918年前后，具有半导体特征的物质被发现；1932年，提出了基于量子学说的半导体能带理论；1956年，第一个硅晶体管诞生；1960年末，第一块由硅晶体管组成的集成电路问世；1966年，第一块大规模集成电路在美国贝尔实验室中制造成功。1988年集成电路发展进入超大规模集成电路阶段。19932000年，奔腾系列CPU迅猛发展，工艺从0.6微米发展到0.18微米。到了2009年：intel公司推出了core i系列，采用了32纳米工艺。到了2010年后，智能手机的发展突飞猛进，其中高通的骁龙系列芯片的工艺更是达到了7纳米的程度。集成电路从诞生至今，经历了从电子管电路到半导体晶体管电路再到小规模集成电路，再到千万门级超大规模集成电路乃至今天的SOC系统，集成电路的发展速度呈现指数增长。
未来，集成电路有两个发展趋势：一，在微细加工技术的发展到更高深的条件下，研发出更高集成度、更高速度的集成芯片；二，用先进的生产和研发技术，开发更为复杂的片上系统(SOC)，不断缩短产品的上市时间，产品的更新换代的的速度越来越快。另外，由于特征尺寸的减小，元件的物理性质发生变化，摩尔定律或许已经不再适用，量子芯片的研发已经提上了各个芯片制造厂商的日程。
纵观世界集成电路发展状况，可以看出早期的发展基本上是基于欧美国家的研究成果。欧洲以德国为首以其多年发展历史在半导体行业中有着重要的地位；美国则在强大的资金支持下，建立硅谷，成为世界半导体产业最发达的国家；近20年，日韩、台湾的半导体产业也迅猛发展，成为世界上不可或缺的一部分。在中国，半导体产业因为某些原因发展缓慢，但近年来，由于政策扶持，发展势头迅猛，基本摆脱了国外集成电路芯片的依赖，还能够设计出一些具有国际领先水平的的产品。但是这还远远不够，想要赶超世界一流的半导体大国，我国还有很长的路要走，值得高兴的是，目前半导体产业的趋势给了中国很多机会，同时也是挑战[9]。
数字集成电路发展至今，芯片实现的功能越来越复杂，时钟频率也到达了GHz的水平，对芯片设计提出了的更高的要求。在此背景下，如何更快捷方便的进行集成电路设计也被人们所重视。集成电路设计由于其成本低，回报高，周期短的特点，成为带动集成电路产业发展的突破点。静态时序分析作为集成电路设计过程中重要的验证手段，是大规模集成电路设计验证的有效方法。
1.2静态时序分析的重要性
随着IC设计的发展，芯片的规模、速度和加工工艺水平都在飞速发展，这使得设计被重视已经逐渐成为必然趋势。同时各种软核、硬核的使用，百万门级甚至千万门级电路的设计和时钟频率的不断提高也要求电路的设计和验证方法不断的改善和进步。
目 录
第一章 绪论 1
1.1集成电路的发展以及趋势 1
1.2静态时序分析的重要性 1
1.3本文的主要内容 2
第二章 设计环境 3
2.1数字集成电路设计流程 3
2.2Linux系统 4
2.2.1Linux系统的特点 4
2.2.2Linux系统的文件结构 5
2.3 Prime time介绍 5
2.3.1 Prime time的特点和功能 5
2.3.2 Prime time和DC中的STA的区别 6
第三章 8位RISC core的工作原理 7
3.1 8位RISC core概述 7
3.2 RISC的架构 7
3.3 RISC模块划分 8
第四章 8位RISC core静态时序分析 10
4.1静态时序分析 10
4.1.1静态时序分析的主要步骤 10
4.1.2静态时序分析路径的定义 10
4.1.3静态时序分析的时序检查 11
4.2设置工作目录 13
4.3静态时序分析调用文件 14
4.4 Prime Time静态时序分析 15
4.4.1 设置环境变量 15
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/> 4.4.2设置时序约束 16
4.5时序违例检查 18
4.5.1 设置多周期路径 18
4.5.2设置虚假路径 19
4.5.3指定路径最小和最大延时、路径分析 19
4.5.4 setup time和hold time违例解决 20
4.6运行prime time 20
第五章 静态时序分析结果 22
5.1 生成report 22
5.2 report分析 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附录 27
附录A 静态时序分析用到的脚本 27
附录B report结果 30
附录C RISC core的8个模块 32
第一章 绪论
1.1集成电路的发展以及趋势
电路元件在100多年前就已经诞生，而集成电路也有50多年的历史。下面就对电路的发展历程进行介绍。1906年，第一个电子管诞生；19121913年，电子管产业的发展促使无线电技术的诞生；1918年前后，具有半导体特征的物质被发现；1932年，提出了基于量子学说的半导体能带理论；1956年，第一个硅晶体管诞生；1960年末，第一块由硅晶体管组成的集成电路问世；1966年，第一块大规模集成电路在美国贝尔实验室中制造成功。1988年集成电路发展进入超大规模集成电路阶段。19932000年，奔腾系列CPU迅猛发展，工艺从0.6微米发展到0.18微米。到了2009年：intel公司推出了core i系列，采用了32纳米工艺。到了2010年后，智能手机的发展突飞猛进，其中高通的骁龙系列芯片的工艺更是达到了7纳米的程度。集成电路从诞生至今，经历了从电子管电路到半导体晶体管电路再到小规模集成电路，再到千万门级超大规模集成电路乃至今天的SOC系统，集成电路的发展速度呈现指数增长。
未来，集成电路有两个发展趋势：一，在微细加工技术的发展到更高深的条件下，研发出更高集成度、更高速度的集成芯片；二，用先进的生产和研发技术，开发更为复杂的片上系统(SOC)，不断缩短产品的上市时间，产品的更新换代的的速度越来越快。另外，由于特征尺寸的减小，元件的物理性质发生变化，摩尔定律或许已经不再适用，量子芯片的研发已经提上了各个芯片制造厂商的日程。
纵观世界集成电路发展状况，可以看出早期的发展基本上是基于欧美国家的研究成果。欧洲以德国为首以其多年发展历史在半导体行业中有着重要的地位；美国则在强大的资金支持下，建立硅谷，成为世界半导体产业最发达的国家；近20年，日韩、台湾的半导体产业也迅猛发展，成为世界上不可或缺的一部分。在中国，半导体产业因为某些原因发展缓慢，但近年来，由于政策扶持，发展势头迅猛，基本摆脱了国外集成电路芯片的依赖，还能够设计出一些具有国际领先水平的的产品。但是这还远远不够，想要赶超世界一流的半导体大国，我国还有很长的路要走，值得高兴的是，目前半导体产业的趋势给了中国很多机会，同时也是挑战[9]。
数字集成电路发展至今，芯片实现的功能越来越复杂，时钟频率也到达了GHz的水平，对芯片设计提出了的更高的要求。在此背景下，如何更快捷方便的进行集成电路设计也被人们所重视。集成电路设计由于其成本低，回报高，周期短的特点，成为带动集成电路产业发展的突破点。静态时序分析作为集成电路设计过程中重要的验证手段，是大规模集成电路设计验证的有效方法。
1.2静态时序分析的重要性
随着IC设计的发展，芯片的规模、速度和加工工艺水平都在飞速发展，这使得设计被重视已经逐渐成为必然趋势。同时各种软核、硬核的使用，百万门级甚至千万门级电路的设计和时钟频率的不断提高也要求电路的设计和验证方法不断的改善和进步。
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