SignOff Criteria——AOCV(Advanced OCV) introduction

前面一个介绍详细了$OCV$的使用原因以及使用方法，参考$SignOffCriteria——OCVappliedandresults$。
$OCV$一般是针对工艺节点在$90nm$以上的芯片制造，到了$90nm$以下，$45nm/22nm$等等，如果还用这种$OCV$的方法，直接在$datapath$和$clockpath$上增加统一的$derate$值，可能会增加$signoff$的悲观程度，并导致过度设计、降低设计性能和更长的设计周期。因此为了降低我们$signoff$时候$OCV$带来的悲观度，引入了更先进的$OCV$分析方法：$AOCV/POCV$。其实$AOCV/POCV$的引入，无非是在$OCV$的基础上，降低我们$STA$的悲观度，从而减少$ECO$的工作量。

1. $Overview$

$AOCV(advanceocv)$通过使用考虑位置和被分析的每条路径的逻辑深度的可变降额因素，对影响时序的$IC$上的随机和系统变化进行建模。通过使用$localderate$值而不是$globalderate$值，也就是$datapath$和$clockpath$不再是统一的一个$derate$，而是各个不同。通过这种方法降低悲观减少过多的设计余量并减少时序违规。

$POCV(parametricocv)$的出现是因为$AOCV$的方法，根据逻辑深度进行设置依然是一种简单的方法，依然可能造成过于悲观。$POCV$是基于每一个$cell$进行单独的高斯分布的建模处理，$cell$的$derate$不再受逻辑深度的影响。

如下图为不同的$OCV$技术对应的$STA$的悲观程度：

2. $AOCVPrincipleIntroduction$

$AdvancedOnChipVariation$，相比较于$OCV$来说，对于悲观度的去除很有效。相较于$OCV$对于整个$design$中的$launch/capturepath$设置统一的$derate$值，$AOCV$通过将$cellderate$值与$cell$的逻辑深度以及实际的位置结合起来进行$derate$值的设定。那么这种derate如何能够设置到具体的cell呢，其实是我们在跑STA时候会读入相关的$aocvlibfile$，里面有专门对相关的$cell$进行的$aocvderate$值的描述。举例如下所示为$3.0$版本的一个INV的$AOCV$描述：

> version: 3.0
> group_name: core_tables
> object_type: lib_cell
> object_spec: LIB/INVX1
> rf_type: rise fall
> derate_type: late
> path_type data clocck
> depth: 1 2 3 4 5
> distance: 500 1000
> table: \
> 1.123 1.119 1.080 1.060 1.054 \
> 1.125 1.121 1.082 1.062 1.056

该部分是一个二维表格的描述，如果只有一维表格描述，一般就只有$logicaldepth$相关的内容，没有$distance$相关内容。那我们知道了相关的$derate$值如何查找表得到，可是这个查找表的输入两个值：$logicaldepth$和$distance$又是从何而来呢？接下来介绍的两种技术：$GBAmode$和$PBAmode$，其中两种$mode$对应的悲观度不同，对应的$logicaldepth$和$distance$值不同，相应的结果也不同。

2.1 $GBA-AOCV$

2.1.1 $AboutLogicalDepth$

基于$GBAmode$的$AOCV$技术，关于$logicadepth$的获取，如下图所示，拿buf0为例来讲，用$GBA$的方式获取buf0相关的$path$ ，那么他的$logicaldepth$值就会有多个：

• 比如作为$datapath$时候，buf0到FF1有三个$cell$，因此$logicaldepth$为$3$；
• 作为$launchpath$时候，buf0到FF2/D有两种可能5/6，取较小者$5$；
• 作为$capturepath$时候，buf0到FF2/CP有$4$个$cell$，因此$logicaldepth$为$4$，而buf0在报FF1到FF2的这条$path$时候会取$3$。因为会取$GBAmode$下抓取的所有的$logicaldepth$中的最小值。因为在上面的$lib$里面可以看到，$logicaldepth$越小，相应的$derate$值也越大。所以说$GBA$会取最悲观的数据进行$derate$设置。

2.1.2 $Aboutdistance$

无论是基于$cell$计算$distance$还是基于$net$计算$distance$，$GBAmode$下，总会选取整个$GBAmode$组里面最大的那个$distance$值作为我们$GBAcheck$时候的$derate$值的设置依据，因为在二维查找表总可以看出来的，$distance$越大，对应的$derate$也是越大的，距离越远意味着我们工艺制造过程中的差距可能越大。

2.2 $PBA-AOCV$

$PBAmode$其实是在$GBA$抓取的$pathgroup$组里面进行更加细致的分析，不像$GBA$那么的悲观，但是相对来说所需$runtime$就要更长了。

2.2.1 $buildLogicalDepth$

关于$PBAmode$下的$path$获取，如下图所示，首先会去除一个$commonpoint$，因为相同的$common$点，也就是同一个$cell$，在实际的特定的工作条件下的相关属性是一定的，不可能由于被分为$launch$或者$capture$而改变，因此在$STApath$中会增加$crpr$的技术取消除$commonpoint$的悲观性。言归正传，$PBA$的就是非常具体的$path$的分析了，如下图所示，为FF1到FF2的$timingpath$，针对这条$path$，buf0作为$commonpoint$点不用关注，而穿过FF1的$path$就只能被认为是$launchpath$，$depth$$5$/$6$不同对应不同的$timing$报告。而$capturepath$在经过约束的分析之后也只能作为$capturepath$，因为它到FF2/ck端口，不可能是$datapath$，因此$capturepath$的$depth$为$3$。可以看到$PBA$和$GBA$的区别，$PBA$具体到每一条真实的$path$，不会把一个$group$的$path$放在一起分析，而$GBA$是把一个$group$的$path$里面最差的情况用到了所有的$path$中。因此$PBA$降低了悲观度。

2.2.1 $Getdistance$

关于$distance$，$PBA$和$GBA$也是不同的，这个不同之处和$depth$的获取有类似的情况。如下图所示，$PBA$针对的是一条具体的$path$，那么它的$distance$就是唯一的，每一个$cell$的$distance$也就是唯一的，而不像$GBA$中的选取这个$group$组中的最大的$distance$值去进行计算，因此来说$PBA$是降低了悲观度的。

3. $UsageofAOCV$

$STA$阶段如何使用$AOCV$，其实就是正常的需要的内容读入，参考Timing Check – Timing signoff env之后，设置$aocvanalysis$的$enable$然后$specifyaocv$相关信息即可。

> set_app_var timing_aocvm_enable_analysis true

设置了这个命令之后，在$updatetiming$步骤，会自动进行$GBAaocv$的$timingupdate$。

> read_aocvm xxx.aocvm

这个就是$lib$相关的读入了，只有读入了才会有相关的二维查找表。

这两个就是主要的$AOCV$读入的必不可少的内容。当我们搞完之后如何查看我们的$AOCV$的设置呢？可以通过：

> report_aocvm  会打印出被aocvm annotated的cell的数量
> report_aocvm [get_timing_path -from FF1/CP -to FF2/D] -path_type full_clock -pba_mode path 会把相关的path的distance/launch depth/capture depth搞出来
> reportt_aocvm [get_timing_arc -from buf0/I to buf0/Z] 会把buf0相关的详细的aocvm信息打印出来

4. $Attentions$

• $aocvfile$支持一维和二维查找表；
• 有很多相关的变量设置针对我们在实际计算时候如何考虑$data/clockdepth$的内容，或者针对$clock/data$设置$derate$内容等等还是很复杂的不展开讨论，可自行研究；
• $guard-banding$是人为设定的和工艺无关的和$aocv$有关的影响因子，比如和$IRdrop$专门设定$margin$等等。在设定了$guardband$的影响因子之后，对于一条$arc$上的总的影响就是$Faocv\ast Fguardband$。$guardband$只对$aocv$的内容有影响，之外毫无影响；

set_timing_derate -aocvm_guardband -early 0.95
set_timing_derate -aocvm_guardband -late 1.05

• $ocv$和$aocv$之间的优先级是有一些规定的，感兴趣的可以自己研究。可以通过控制某些变量让$ocv$的设置或者$aocv$的设置无效。如果$ocv$和$aocv$都想用到，那么可以通过在命令中增加-increment命令，使得$derate$可以叠加。比如本来$aocv$和$guardband$计算之后buf0的late derate为$1.05$，early为$0.95$，那么加上如下命令，最终late为$1.08$，early为$0.92$；

set_timing_aocvm_enable_analysis true 设置了aocv
set_timing_derate -increment -late 0.03 [get_cells buf0]
set_timing_derate -increment -early -0.03 [get_cells buf0]