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时钟域交叉(CDC)

异步通信在边界
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描述

设计规模继续增长,内部和外部扩散协议,加上功率要求积极推动爆炸的异步时钟在今天的出类拔萃。这要求设计和验证团队花越来越多的时间来验证异步边界在设计的正确性。不正确的异步边界可以导致多个设计中遇到缺陷不是简单的设计。

亚稳定性的一个主要缺陷。触发器有亚稳态问题如果时钟和数据变化密切,导致输出在一个未知的逻辑值一个无界的一段时间。虽然亚稳度不能被消除,通常是通过添加multi-flop容忍同步器控制异步边界和某个浏览器使用这些块时异步边界的目的地源头正在改变。fifo,二段式和4-phase握手是典型的结构用于这种类型的同步。

故障在异步边界也会导致缺陷,因为一个小故障在异步交叉可以触发一个不正确的信号的捕获过渡。数据一致性问题发生在某个浏览器设计当多个解决他们的新值在不同的周期和随后在下游逻辑交互。的例子不胜枚举。而验证的概念和方法等问题都进行了广泛的研究在过去的十年里,主要在ip级别提供了切实可行的解决方案。小工作一直试图解决时钟域交叉(CDC)验证大SoC的签收(SoC)的设计。

疾控中心问题的例子:
1)数据丢失在快速放缓转送

2)不当使序列数据

3)Re-Convergence同步信号

4)复位同步

疾病预防控制中心对IP块
疾病预防控制中心分析IP等级需要一些护理,有多种因素相关的时钟是真正的异步,时钟可以同时活跃,某个浏览器允许哪些口岸操作不标准(例如,配置信号是已知的静态通过大多数的操作系统)等等。所有这一切是非常可管理的IP水平但可以迅速成为压倒性的SoC水平没有一个严格的方法。

疾病预防控制中心对整个SoC
对于一个典型的SoC(如下所示)你经常有多个外围接口、高性能内部计算引擎、加速器和总线结构,因此多个时钟域,还多个电力领域,很有可能,动态电压和频率选择其中的几个领域。接近中心的分析这个系统需要一个系统化的方法。


样本SoC架构

平的SoC验证
在平坦SoC验证,整个SoC验证在一个单一的运行。平的SoC验证覆盖所有上述关键问题简要:亚稳定性,故障和损失相干除了功能需求的异步接口和其他关键问题数据,控制、时钟和复位电路。设计的规模和复杂性是没有借口错过疾病预防控制中心虫。

平的SoC验证的主要优势是设置简单。通常,时钟,模式和其他芯片级设计限制可用,因此设计设置中心验证非常简单。这是一个很大的优势是适当的设置是有效的疾病预防控制中心验证的关键和可以避免长迭代签收。

也有几个缺点平CDC对于大型SoC验证。性能是首先分析不跨大尺度设计。另外问题确定的数量可以是压倒性的。此外,soc有时组装在设计周期。在这种情况下,识别关键装配之后的中心问题将导致多个长的迭代块设计和SoC总成之间可能影响SoC实施的进度和质量。

有几种常见的实践解决疾病预防控制中心分析SoC水平的挑战。它们包括:

  • 分层自底向上疾控中心确认
    在分层自底向上疾控中心验证,验证每个块的验证结果。像块组装构建子系统和最后SoC,验证子系统或SoC水平扩展,利用先前验证验证的信息块。
  • 等级自上而下疾控中心确认
    管道SoC发展越来越常见,所以顶级大会开始时至少部分IPs仍在发展。在这样一个设计流程,早期的可用性可以利用SoC有效约束的自上而下的疾控中心确认。这里,疾控中心验证可以应用到顶层设计和顶部中心需求可以传播到块,或者内嵌边界。这不同于一个平坦的SoC验证,虽然可能不是已知的屏蔽内容,边界和所有者是已知的;这些用户可以使用此信息来成熟块设计。

其他注意事项:

  • 回归流与one-time-signoff增量验证:回归流借给自己,为此你可能会考虑分层流比平面流。你也应该记住,疾控中心验证结构组件和功能组件。功能组件是基于正式的分析通常是最适合栋RTL。如果功能性疾病预防控制中心分析对你很重要,这可能是最适合于回归与分层流。
  • RTL与网表签收结果:如果RTL验证正确关闭,你可能不需要re-verify从头网表。主要问题出现在网表级通常是由于要么设计转换(如合成或功率降低转换),或额外的设计更改,如权力意图实现在网表级捕获的UPF值/论坛在前端。如果需要完整的网表验证(例如,RTL没有被核实或转换,完整的审核是合理的),那么平坦的SoC验证可能是一个更快的方法。
  • 验证时间:平验证作为一个整体将会超过个人迭代在分层流。假设块验证已经完成,你可以迭代顶级验证更快。

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