第I章：引言

　　好的時鐘樹對整個芯片的建立和保持時序收斂、功耗及魯棒性均較為有益。由于我們芯片是層次化、高速、數百萬門極電路的設計，因此對時鐘樹有許多特殊要求。在本文中，我們介紹了一種‘如何使用Talus CTS引擎來設計可滿足特定要求的時鐘樹’的方法。第II章描述了高速VLSI芯片的設計和時鐘樹要求。第III章說明了時鐘樹創建的詳細實施過程。第IV章介紹了來自我們親身CTS體驗的最佳實踐。第V章總結了我們對Talus CTS的使用。

第II章：設計與時鐘樹要求

　　我們的芯片以500+ MHz的高頻率工作，包含有超過千萬個門極電路。芯片的設計采用的是深亞微米工藝技術。芯片包含了如PLL等模擬設備以及數百萬個SRAM和軟宏（soft macro）；有數十個時鐘域。對于一個有著如此規模的芯片，下述幾個是必須要達到的關鍵目標： 1. 建立時序收斂；2.充足的保持時序容限（margin）以實現良率；3. 快慢兩個角點中時鐘樹的平衡；4.最小化時鐘網絡延遲以減少抖動，實現芯片可靠性；5.最小化時鐘網絡功耗以降低整個芯片的功耗；6. 最小化時鐘網絡上串擾耦合，達成時序收斂和良率。

第III章：實施

　　本章說明了采用Talus創建時鐘樹的幾個主要步驟。除了使用Talus內置命令以外，我們也可采用半定制腳本來增強某些功能。通過Talus與半定制腳本的結合使用，我們可在時鐘樹設計上獲得非常好的結果（QOR）。

1. 克隆時鐘門控(ICG)

　　ICG克隆是時鐘樹創建成功的關鍵，它對時序、時鐘樹結構和功耗均有巨大影響。ICG單元可影響到時鐘路徑和數據路徑。如何克隆和設置它們至為重要。如果ICG單元是設置在時鐘樹的頂層，那么它可降低時鐘網絡功耗；原因在于當ICG被禁用時，ICG后的子樹也將被完全關閉。不過，ICG單元設置在時鐘樹的較高層會使得ICG的enable引腳上的建立時序更難以達成。因此它算是時序與功耗間的一種折衷方案。好的ICG克隆應能夠最小化時鐘樹功耗，同時還不會引入無法解決的時序問題。Talus提供了兩種ICG單元克隆方式：一種是“run route clock”期間的內置引擎；另一種是獨立ICG克隆。從我們的經驗來說，獨立ICG克隆可提供更好時序和樹結構，同時它對芯片功耗問題也很有幫助，設計師在如何克隆ICG單元的方式上也擁有更多的控制和配置能力。

　　在我們的設計中，我們通過使用腳本來預設ICG的enable引腳上的建立時序容限和時鐘引腳上的轉換率以及門控單元最大扇出數。容限是為了彌補時鐘樹創建后ICG單元和常規觸發器間的偏移，能夠降低ICG單元CTS后時序變壞的可能。結合使用這些約束，Talus在ICG克隆上可起到很好作用。Talus極具智能，可有選擇地克隆在E引腳上建立時序棘手的ICG單元，同時讓ICG單元保有未被克隆時的良好時序余量（slack）。那些未被克隆ICG單元能夠設置于時鐘樹較高層，這對降低動態功耗來說較為有益。

　　圖-1顯示了Talus “run gate clone”后的結果。我們能夠看出Talus基于觸發器的位置自動將其扇出的觸發器分成幾組。由于它同時將RC考慮在內，因此ICG克隆后，引腳轉換率仍是不錯。有時，我們會發現觸發器分組方式并非最佳，導致克隆ICG單元的布局也并不是最好的，那么我們可以應用一些定制腳本對這些觸發器進行重新分組并優化布局。

圖-1