set_multicycle_path

set_multicycle_path的常用场景及命令速记：

1、相同时钟或相同周期同步时钟

set_multicycle_path N -setup -from CLK1 -to CLK2

set_multicycle_path N-1 -hold -from CLK1 -to CLK2

2、同步分频时钟，快采慢

set_multicycle_path N -setup -start -from CLK1 -to CLK2

set_multicycle_path N-1 -hold （-start）-from CLK1 -to CLK2 

3、同步分频时钟，慢采快 

set_multicycle_path N -setup （-end）-from CLK1 -to CLK2

set_multicycle_path N-1 -hold -end -from CLK1 -to CLK2

在波形分析中，-start移动default launch edge（setup向左，hold向右），-end移动default capture edge（setup向右，hold向左）。

1 相同时钟或相同周期的同步时钟

在STA分析中一些data path长度超过一个时钟周期时，我们可以针对这条path使用multicycle path，改变捕获数据的周期数。

如下示例，setup check时发现UFF0/Q到UFF1/D的data path长度差不多三个时钟周期（如图1），设置multicycle path将每个时钟周期采集一次数据（Default capture）改为每三个周期采集一次数据（New capture edge）。

create_clock - name CLKM - period 10 [ get_ports CLKM]

set_multicycle_path 3 - setup - from [ get_pins UFF0/Q] - to [ get_pins UFF1/D]

图1 

Startpoint: UFF0 (rising edge-triggered flip-flop clocked by CLKM)
Endpoint: UFF1 (rising edge-triggered flip-flop clocked by CLKM)
Path Group: CLKM
Path Type: max
SCENARIO：FUNC_SLOW_CMAX-40
Point                                     Incr         Path
---------------------------------------------------------------
clock CLKM (rise edge)                    0.00         0.00
clock network delay (propagated)          0.11         0.11
UFF0/CK (DFF )                            0.00         0.11 r
UFF0/Q (DFF ) <-                          0.14         0.26 f
UNOR0/ZN (NR2 )                           0.04         0.30 r
UBUF4/Z (BUFF )                           0.05         0.35 r
... (...)                                28.00        28.00 
UFF1/D (DFF )                             0.00        28.35 r
data arrival time                                     28.35
clock CLKM (rise edge)                   30.00         30.00
clock network delay (propagated)          0.12         30.12
clock uncertainty                        -0.30         29.82
UFF1/CK (DFF )                                         29.82 r
library setup time                       -0.04         29.78
data required time                                     29.78
---------------------------------------------------------------
data required time                                     29.78
data arrival time                                     -28.35
---------------------------------------------------------------
slack (MET)                                             1.43

此时hold check沿默认在setup capture edge的前一个有效沿（这里是上升沿触发），但是这样hold check就无法met，所以还需要给hold check设置一个set_multicycle_path。让UFF1/CK的hold check提前两个周期（如图2）。

set_multicycle_path 2 -hold -from [get_pins UFF0/Q] -to [get_pins UFF1/D]

图2 

Startpoint: UFF0 (rising edge-triggered flip-flop clocked by CLKM)
Endpoint: UFF1 (rising edge-triggered flip-flop clocked by CLKM)
Path Group: CLKM
Path Type: min
SCENARIO：FUNC_FAST_CMIN125
Point                                        Incr      Path
---------------------------------------------------------------
clock CLKM (rise edge)                       0.00      0.00
clock source latency                         0.00      0.00
CLKM (in)                                    0.00      0.00 r
UCKBUF0/C (CKB )                             0.03      0.03 r
UCKBUF1/C (CKB )                             0.03      0.06 r
UFF0/CK (DFF )                               0.00      0.06 r
UFF0/Q (DFF ) <-                             0.07      0.13 r
UNOR0/ZN (NR2 )                              0.01      0.14 f
UBUF4/Z (BUFF )                              0.03      0.17 f
... (...)                                   14.00     14.00
UFF1/D (DFF )                                0.00     14.17 f
data arrival time                                     14.17
clock CLKM (rise edge)                       0.00      0.00
clock source latency                         0.00      0.00
CLKM (in)                                    0.00      0.00 r
UCKBUF0/C (CKB )                             0.03      0.03 r
UCKBUF2/C (CKB )                             0.03      0.06 r
UFF1/CK (DFF )                               0.00      0.06 r
clock uncertainty                            0.02      0.08
library hold time                            0.01      0.09
data required time                                     0.09
---------------------------------------------------------------
data required time                                     0.09
data arrival time                                    -14.17
---------------------------------------------------------------
slack (VIOLATED)                                      14.08

总结来说，大多数设计中让setup check延迟到第N个周期采集数据，那么就需要让hold check提前N-1个周期，回到与launch edge同沿检查。（正常同步时钟setup check N=1，即capture edge在launch edge的下一个时钟周期有效沿，N-1=0，即hold check与launch edge同沿检查。）

还是上面的例子，如果只是让setup check延迟两个周期（N=3），不让hold check提前（N-1=2）两个周期会怎样？（如图3）hold check在setup check capture edge的前一个上升沿。hold check无法met。

图3 

Startpoint: UFF0 (rising edge-triggered flip-flop clocked by CLKM)
Endpoint: UFF1 (rising edge-triggered flip-flop clocked by CLKM)
Path Group: CLKM
Path Type: min
SCENARIO：FUNC_FAST_CMIN125
Point                                        Incr      Path
---------------------------------------------------------------
clock CLKM (rise edge)                       0.00      0.00
clock source latency                         0.00      0.00
CLKM (in)                                    0.00      0.00 r
UCKBUF0/C (CKB )                             0.03      0.03 r
UCKBUF1/C (CKB )                             0.03      0.06 r
UFF0/CK (DFF )                               0.00      0.06 r
UFF0/Q (DFF ) <-                             0.07      0.13 r
UNOR0/ZN (NR2 )                              0.01      0.14 f
UBUF4/Z (BUFF )                              0.03      0.17 f
... (...)                                   14.00     14.00
UFF1/D (DFF )                                0.00     14.17 f
data arrival time                                     14.17
clock CLKM (rise edge)                       0.00     20.00
clock source latency                         0.00     20.00
CLKM (in)                                    0.00     20.00 r
UCKBUF0/C (CKB )                             0.03     20.03 r
UCKBUF2/C (CKB )                             0.03     20.06 r
UFF1/CK (DFF )                               0.00     20.06 r
clock uncertainty                            0.02     20.08
library hold time                            0.01     20.09
data required time                                    20.09
---------------------------------------------------------------
data required time                                    20.09
data arrival time                                    -14.17
---------------------------------------------------------------
slack (VIOLATED)                                      -5.92

2 慢采快

data path从低速时钟到高速时钟，clock 定义如下示例， 默认的launch与capture edge如图5 。 

 create_clock -name CLKM \

-period 20 -waveform {0 10} [get_ports CLKM]

create_clock -name CLKP \

-period 5 -waveform {0 2.5} [get_ports CLKP]

图5 

假设data path长度超过三个CLKP的周期，此时setup check过与紧张，设置muticycle path让capture edge向前三个周期。如图6 。

set_multicycle_path 4 -setup \

-from [get_clocks CLKM] -to [get_clocks CLKP] -end

图6 

 此时hold check过与紧张，需要将hold check退回到launch edge位置。如图7。

set_multicycle_path 3 -hold \

-from [get_clocks CLKM] -to [get_clocks CLKP] -end

图7 

3 快采慢

data path从告诉时钟到低速时钟，clock定义示例如下，默认的setup、hold check如图8 。

create_clock -name CLKM \

-period 20 -waveform {0 10} [get_ports CLKM]

create_clock -name CLKP \

-period 5 -waveform {0 2.5} [get_ports CLKP]

图8 

setup check有四种情况，setup1、setup2、setup3和setup4，其中时序最紧的是setup4，对应setup check的四种launch edge，hold check 也有四种情况，最紧的是launch和capture clock都在20ns时刻，相当于0ns的时刻。

如上示例假设data path长度超过1个CLKP的时钟周期，那么就需要设置multicycle path让setup check的launch edge提前一个CLKP的时钟周期，如图9。

set_multicycle_path 2 -setup \

-from [get_clocks CLKP] -to [get_clocks CLKM] -start

图9 

此时对应hold check launch在15ns，capture clock在20ns，需要将hold check的launch edge延迟一个时钟周期，即launch clock和capture clock都在20ns处，相当于在0ns处进行hold check，如图10设置如下 。

set_multicycle_path 1 -hold \

-from [get_clocks CLKP] -to [get_clocks CLKM] -start

图10