在芯片设计的中间和最后阶段,比如综合、dft、apr、eco等阶段,常常要检查设计的一致性。也叫逻辑等价性检查(logic equivalence check),简称lec。
如图,其中,lec1和lec4是rtl vs netlist,lec2和lec3是netlist vs netlist。我们把rtl叫做参考(ref),netlist叫做实现(imp)。做lec就是以参考为准,检查实现是否与参考一致。做lec检查的目的是用formal的方法来保证逻辑一致。
rtl vs netlist lec的准备
rtl vs netlist lec的输入文件有:lib库、rtl、网表。
rtl vs netlist lec的流程
第一步:读入library库, 第二步:读入rtl, 第三步:读入netlist, 第四步:设置option, 第五步:elab rtl,
第六步:运行lec检查。
注意1:lib库有很多corner(wc、tc、bc),因为我们只关心逻辑是否一致(不太关心时序),所以这个地方用哪一个corner的库无所谓。
注意2:第一步就要读入lib库,不管rtl中有没有手工例化库里的stdcell。
rtl vs netlist lec的原理
在读入rtl和网表后,工具先建立内部数据库,再进行关键点映射(keypoint mapping)。关键点就是dff的输入pin、blackbox的输入pin、顶层的输入port。我们可以把整个设计分割成若干个以关键点为终点的逻辑锥(如下图)。这些逻辑锥的起点可能是顶层的输入port、dff的输出pin、blackbox的输出pin。
这些逻辑锥内部是单纯的组合逻辑,有n个输入,一个输出。可以用 y = f (x1, x2, x3, ... , xn)
来表示,所以可以通过数学的方法,来对rtl和netlist的两个逻辑锥施加相同的一组激励,看逻辑锥的输出是否相同。
因为逻辑锥的大小是有限的,所以很容易用数学遍历的方法来证明两个逻辑锥等价。
rtl vs netlist lec的难点
由于rtl综合时的优化策略,做lec有多个难点,总结一些如下: 难点1:ungroup,设计层次被打平 难点2:修fanout等design rules时,内部模块pin会被复制 难点3:dff的复制,multi bit dff 难点4:常量的传递和优化 难点5:门控时钟 难点6:dff phase inversion
难点7:retiming
rtl vs netlist lec的gof示例脚本
# lec scriptuse strict;# step1: read libraryread_library(art.5nm.lib); # step2: read rtl (ref design)set_inc_dirs(-ref, inc_dir_path/include);set_define(-ref, no_simulation, 1);my @rtl_files = ( cpu_core.sv, mem_ctrl.sv, display_sys.sv, chip_top.sv);read_rtl(-ref, @rtl_files); # step3: read netlist (imp design)read_design('-imp', 'chip_top.v');# step4: set optionsset_top(chip_top); set_ignore_output(scan_out*);set_pin_constant(scan_enable, 0);set_pin_constant(scan_mode, 0);# step5: elab rtlelab_rtl(); # rtl processing# step6: run lecrun_lec;
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