一种时序违例修复方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及芯片设计技术领域，特别是涉及一种时序违例修复方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在系统级芯片SoC物理设计的过程中，要关注建立时间时序分析，建立时间是否满足设计要求直接影响到所设计的芯片是否能达到预定的频率和性能要求。影响时序的因素有很多，比如转换时间，输出负载，驱动力等。

扇出是指管脚或者端口的输出端口数。当一个寄存器驱动过多的单元时，会导致高扇出情况，需要控制和协调过多的下级单元，导致负载电容过大，网络延迟变高，从而导致时序出现违例，严重影响芯片设计的整体进程以及芯片性能，甚至影响芯片的整个设计周期。高扇出通常伴随着需要驱动的单元(endpoint)分布在驱动单元(startpoint)的各个位置，驱动单元需要放置在相对应的中心位置，会导致存在驱动单元和扇出单元之间的物理距离太远的情况，引起时序违例，一旦时序出现时序违例，后端工具需要花费很多时间去优化，可能结果还不理想。

面对高扇出的情况，现有的解决方法通常会通过插入缓冲器(buffer)增加驱动能力，但实际情况中并不能有效改善时序。由于高扇出导致缓冲器在放置需要驱动的单元时，驱动单元无法保证到达每一个需要驱动的单元的物理距离都达到最短，进而满足时序要求，这种情况下无法通过插入缓冲器增加驱动的方式解决，只能通过调整驱动单元的位置减小驱动单元到有违例的需要驱动的单元之间的物理距离，进而解决存在的时序违例。但是调整驱动单元有很大可能导致新的时序违例出现。

综上所述，如何有效地解决无法通过插入缓冲器增加驱动的方式解决高扇出，调整驱动单元有很大可能导致新的时序违例出现等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种时序违例修复方法，该方法使得由高扇出所导致的转换时间过长以及驱动不足所导致的时序违例得到及时修复；本申请的另一目的是提供一种时序违例修复装置、设备及计算机可读存储介质。

为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种时序违例修复方法，包括：

对驱动寄存器进行扇出搜索，得到各被驱动寄存器；

分别获取各所述被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值；

根据各所述时序值从各所述扇出路径中筛选存在时序违例的扇出路径，并将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径；

将所述驱动寄存器复制到所述目标路径中的寄存器待加入区域，以进行时序违例修复。

在本申请的一种具体实施方式中，将所述驱动寄存器复制到所述目标路径中的寄存器待加入区域，包括：

获取所述驱动寄存器与各所述扇出路径之间的扇出分支点；

将所述驱动寄存器复制到所述目标路径中所述扇出节点的最前级单元与所述扇出分支点之间的寄存器待加入区域；

其中，各所述扇出路径包括所述驱动寄存器分别与各所述被驱动寄存器之间的扇出节点和各所述被驱动寄存器；所述扇出节点包括至少一个单元。

在本申请的一种具体实施方式中，将所述驱动寄存器复制到所述目标路径中的寄存器待加入区域，包括：

当所述目标路径的数目为两个及两个以上时，对各所述目标路径进行时序违例优先级排序，并根据时序违例优先级排序结果将所述驱动寄存器复制到各所述目标路径中的寄存器待加入区域。

在本申请的一种具体实施方式中，对各所述目标路径进行时序违例优先级排序，并根据时序违例优先级排序结果将所述驱动寄存器复制到各所述目标路径中的寄存器待加入区域，包括：

将各所述目标路径中所述扇出节点的最前级单元确定为评估点，得到评估点集合；

根据各所述目标路径的时序值，确定时序违例最差的目标路径；

将所述时序违例最差的目标路径的评估点确定为评估原点；

计算所述驱动寄存器与所述时序违例最差的目标路径中被驱动寄存器之间目标距离值；

分别计算所述评估原点到所述评估点集合中除所述评估原点之外的其余评估点之间的曼哈顿距离；

分别判断各所述曼哈顿距离是否小于所述目标距离值；

若是，则将所述评估原点以及与所述评估原点之间的曼哈顿距离小于所述目标距离值的评估点分别对应的目标路径从当前时序违例簇群移出；其中，所述当前时序违例簇群由当前存在时序违例的各所述目标路径构成；

将移出所述时序违例簇群的各所述目标路径标记为时序违例集合；

根据所述时序违例集合中各所述目标路径的时序值对各所述目标路径进行时序违例优先级排序；

根据时序违例优先级排序结果将所述驱动寄存器复制到所述时序违例集合中各所述目标路径的寄存器待加入区域；

统计复制驱动寄存器之后的时序结果；

根据所述时序结果判断当前各所述驱动寄存器对应的扇出路径是否均满足预设时序要求；

若否，则根据所述时序结果对所述时序违例簇群进行更新，并重复执行所述将各所述目标路径中所述扇出节点的最前级单元确定为评估点的步骤；

若是，则确定时序违例修复完成。

在本申请的一种具体实施方式中，分别计算所述评估原点到所述评估点集合中除所述评估原点之外的其余评估点之间的曼哈顿距离，包括：

通过公式分别计算所述评估原点到所述评估点集合中除所述评估原点之外的其余评估点之间的曼哈顿距离：

D(i,j)＝|x

其中，x

在本申请的一种具体实施方式中，根据各所述时序值从各所述扇出路径中筛选存在时序违例的扇出路径，包括：

将所述时序值为负值的扇出路径确定为存在时序违例的扇出路径。

在本申请的一种具体实施方式中，对驱动寄存器进行扇出搜索，包括：

按照广度优先搜索方式对驱动寄存器进行扇出搜索。

一种时序违例修复装置，包括：

被驱动寄存器获得模块，用于对驱动寄存器进行扇出搜索，得到各被驱动寄存器；

时序值获取模块，用于分别获取各所述被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值；

目标路径确定模块，用于根据各所述时序值从各所述扇出路径中筛选存在时序违例的扇出路径，并将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径；

寄存器复制模块，用于将所述驱动寄存器复制到所述目标路径中的寄存器待加入区域，以进行时序违例修复。

一种时序违例修复设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前所述时序违例修复方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前所述时序违例修复方法的步骤。

本申请所提供的时序违例修复方法，对驱动寄存器进行扇出搜索，得到各被驱动寄存器；分别获取各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值；根据各时序值从各扇出路径中筛选存在时序违例的扇出路径，并将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径；将驱动寄存器复制到目标路径中的寄存器待加入区域，以进行时序违例修复。

由上述技术方案可知，通过根据各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值确定存在时序违例的扇出路径，将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径，逐次复制寄存器到各目标路径中的寄存器待加入区域，分担原有驱动寄存器的负载任务。使得由高扇出所导致的转换时间过长以及驱动不足所导致的时序违例得到及时修复，减轻了在后续布局布线过程中由高扇出引起的工作量。不需要插入缓冲器，无需对驱动单元进行位置调整，方便易操作。

相应的，本申请还提供了与上述时序违例修复方法相对应的时序违例修复装置、设备和计算机可读存储介质，具有上述技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中时序违例修复方法的一种实施流程图；

图2为本申请实施例中时序违例修复方法的另一种实施流程图；

图3为本申请实施例中一种驱动寄存器与被驱动寄存器之间的扇出路径示意图；

图4为本申请实施例中一种驱动寄存器与被驱动寄存器之间的扇出路径示意图；

图5为本申请实施例中一种时序违例修复装置的结构框图；

图6为本申请实施例中一种时序违例修复设备的结构框图；

图7为本实施例提供的一种时序违例修复设备的具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1为本申请实施例中时序违例修复方法的一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

S101：对驱动寄存器进行扇出搜索，得到各被驱动寄存器。

当需要进行时序违例检查时，对驱动寄存器进行扇出搜索，搜索驱动寄存器的所有扇出路径，得到各被驱动寄存器。

S102：分别获取各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值。

驱动寄存器与各被驱动寄存器之间的扇出路径均存在各自对应的时序值，在搜索得到各被驱动寄存器之后，分别获取各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值。

S103：根据各时序值从各扇出路径中筛选存在时序违例的扇出路径，并将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径。

驱动寄存器与各被驱动寄存器之间的扇出路径的时序值可以作为是否存在时序违例判定依据。在获取到各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值之后，根据各时序值从各扇出路径中筛选存在时序违例的扇出路径，并将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径，从而筛选出需要进行时序违例修复的扇出路径。

S104：将驱动寄存器复制到目标路径中的寄存器待加入区域，以进行时序违例修复。

预先设置目标扇出路径的寄存器待加入区域，在筛选出存在时序违例的目标路径之后，将驱动寄存器复制到目标路径中的寄存器待加入区域，从而对存在时序违例的目标路径进行时序违例修复，减轻了在后续布局布线过程中由高扇出引起的工作量。

由上述技术方案可知，通过根据各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值确定存在时序违例的扇出路径，将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径，逐次复制寄存器到各目标路径中的寄存器待加入区域，分担原有驱动寄存器的负载任务。使得由高扇出所导致的转换时间过长以及驱动不足所导致的时序违例得到及时修复，减轻了在后续布局布线过程中由高扇出引起的工作量。不需要插入缓冲器，无需对驱动单元进行位置调整，方便易操作。

需要说明的是，基于上述实施例，本申请实施例还提供了相应的改进方案。在后续实施例中涉及与上述实施例中相同步骤或相应步骤之间可相互参考，相应的有益效果也可相互参照，在下文的改进实施例中不再一一赘述。

参见图2，图2为本申请实施例中时序违例修复方法的另一种实施流程图，该方法可以包括以下步骤：

S201：按照广度优先搜索方式对驱动寄存器进行扇出搜索，得到各被驱动寄存器。

在对驱动寄存器进行扇出搜索时，按照广度优先搜索方式对驱动寄存器进行扇出搜索，得到各被驱动寄存器。

广度优先搜索方式是一种自底向上的图形搜索算法，它首先访问图中离起始点最近的部分，然后逐步向外扩展，直到覆盖整个图。在搜索过程中，它会记住哪些顶点已经被访问过，以避免不必要的重访。

S202：分别获取各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值。

S203：将时序值为负值的扇出路径确定为存在时序违例的扇出路径，并将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径。

参见图3，图3为本申请实施例中一种驱动寄存器与被驱动寄存器之间的扇出路径示意图。当前各扇出路径的时序值分别为-0.1、-0.2、+0.1、+0.2、+0.1，可见，寄存器1和扇出节点A所在的扇出路径为存在时序违例的扇出路径，寄存器2和扇出节点B所在的扇出路径也为存在时序违例的扇出路径，其余扇出路径均符合时序要求，不存在时序违例。

S204：获取驱动寄存器与各扇出路径之间的扇出分支点。

如图3所示，驱动寄存器从扇出分支点扇出各扇出路径，获取驱动寄存器与各扇出路径之间的扇出分支点。

S205：将驱动寄存器复制到目标路径中扇出节点的最前级单元与扇出分支点之间的寄存器待加入区域，以进行时序违例修复。

驱动寄存器与被驱动寄存器之间存在扇出节点，扇出节点中至少包含一个扇出单元，扇出单元可以为与门电路、非门电路、或门电路等。寄存器待加入区域可以设置在扇出节点的最前级单元与扇出分支点之间。在获取到驱动寄存器与各扇出路径之间的扇出分支点之后，将驱动寄存器复制到目标路径中扇出节点的最前级单元与扇出分支点之间的寄存器待加入区域，从而对存在时序违例的目标路径进行时序违例修复。

在本申请的一种具体实施方式中，将驱动寄存器复制到目标路径中的寄存器待加入区域，可以包括以下步骤：

当目标路径的数目为两个及两个以上时，对各目标路径进行时序违例优先级排序，并根据时序违例优先级排序结果将驱动寄存器复制到各目标路径中的寄存器待加入区域。

根据各扇出路径的时序值确定出来的存在时序违例的目标路径可能为一个，也可能大于等于两个。当目标路径的数目为两个及两个以上时，对各目标路径进行时序违例优先级排序，如可以按照时序值的大小顺序进行排序，得到时序违例优先级排序结果，并根据时序违例优先级排序结果将驱动寄存器复制到各目标路径中的寄存器待加入区域，如可以根据时序值的排序结果从各目标路径中筛选出时序违例最差的目标路径，从时序违例最差的目标路径开始逐次进行驱动寄存器复制。通过按照时序违例优先级排序结果进行驱动寄存器复制，保证了对时序违例差的目标路径优先进行时序违例修复，提升了系统稳定性。

在本申请的一种具体实施方式中，对各目标路径进行时序违例优先级排序，并根据时序违例优先级排序结果将驱动寄存器复制到各目标路径中的寄存器待加入区域，可以包括以下步骤：

步骤一：将各目标路径中扇出节点的最前级单元确定为评估点，得到评估点集合；

步骤二：根据各目标路径的时序值，确定时序违例最差的目标路径；

步骤三：将时序违例最差的目标路径的评估点确定为评估原点；

步骤四：计算驱动寄存器与时序违例最差的目标路径中被驱动寄存器之间目标距离值；

步骤五：分别计算评估原点到评估点集合中除评估原点之外的其余评估点之间的曼哈顿距离；

步骤六：分别判断各曼哈顿距离是否小于目标距离值，若是，则执行步骤七，若否，则不做处理；

步骤七：将评估原点以及与评估原点之间的曼哈顿距离小于目标距离值的评估点分别对应的目标路径从当前时序违例簇群移出；其中，当前时序违例簇群由当前存在时序违例的各目标路径构成；

步骤八：将移出时序违例簇群的各目标路径标记为时序违例集合；

步骤九：根据时序违例集合中各目标路径的时序值对各目标路径进行时序违例优先级排序；

步骤十：根据时序违例优先级排序结果将驱动寄存器复制到时序违例集合中各目标路径的寄存器待加入区域；

步骤十一：统计复制驱动寄存器之后的时序结果；

步骤十二：根据时序结果判断当前各驱动寄存器对应的扇出路径是否均满足预设时序要求，若否，则执行步骤十三，若是，则执行步骤十四；

步骤十三：根据时序结果对时序违例簇群进行更新，并返回步骤一；

步骤十四：确定时序违例修复完成。

为方便描述，可以将上述十四个步骤进行说明。

在确定出存在时序违例的目标路径之后，将各目标路径中扇出节点的最前级单元确定为评估点O

如图3所示，在将对寄存器A复制得到寄存器A1，将寄存器A1复制到扇出节点A和扇出节点B的最前级单元与扇出分支点之间之后，寄存器1和扇出节点A所在的扇出路径进行时序违例修复之后的时序结果为+0.2，已经满足时序要求，可以将该扇出路径归为时序满足簇群。寄存器2和扇出节点B所在的扇出路径进行时序违例修复之后的时序结果为-0.1，仍存在时序违例，需要进行一轮的时序违例修复，将其归为时序违例簇群。

在统计复制寄存器之后的时序结果时，需要对复制寄存器之后的各个扇出路径均进行当前时序值的统计，当扇出路径较多时，若通过人工逐步进行寄存器复制的话，将消耗大量的时间和人力，因此可以通过应用动态规划算法寻求复制寄存器解决时序违例的最优子方案，实现了对扇出路径是否进行时序违例修复完成的快速验证，节省人力，且耗时更短。

在本申请的一种具体实施方式中，分别计算评估原点到评估点集合中除评估原点之外的其余评估点之间的曼哈顿距离，包括：

通过公式分别计算评估原点到评估点集合中除评估原点之外的其余评估点之间的曼哈顿距离：

D(i,j)＝|x

其中，x

在计算评估原点到评估点集合中除评估原点之外的其余评估点之间的曼哈顿距离时，可以通过以下公式进行计算：

D(i,j)＝|x

其中，x

需要说明的是，由于上述是取绝对值的计算方式，可以设置为x

相应于上面的方法实施例，本申请还提供了一种时序违例修复装置，下文描述的时序违例修复装置与上文描述的时序违例修复方法可相互对应参照。

参见图5，图5为本申请实施例中一种时序违例修复装置的结构框图，该装置可以包括：

被驱动寄存器获得模块51，用于对驱动寄存器进行扇出搜索，得到各被驱动寄存器；

时序值获取模块52，用于分别获取各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值；

目标路径确定模块53，用于根据各时序值从各扇出路径中筛选存在时序违例的扇出路径，并将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径；

寄存器复制模块54，用于将驱动寄存器复制到目标路径中的寄存器待加入区域，以进行时序违例修复。

由上述技术方案可知，通过根据各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值确定存在时序违例的扇出路径，将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径，逐次复制寄存器到各目标路径中的寄存器待加入区域，分担原有驱动寄存器的负载任务。使得由高扇出所导致的转换时间过长以及驱动不足所导致的时序违例得到及时修复，减轻了在后续布局布线过程中由高扇出引起的工作量。不需要插入缓冲器，无需对驱动单元进行位置调整，方便易操作。

在本申请的一种具体实施方式中，寄存器复制模块包括：

分支点获取子模块，用于获取驱动寄存器与各扇出路径之间的扇出分支点；

寄存器复制子模块，用于将驱动寄存器复制到目标路径中扇出节点的最前级单元与扇出分支点之间的寄存器待加入区域；

其中，各扇出路径包括驱动寄存器分别与各被驱动寄存器之间的扇出节点和各被驱动寄存器；扇出节点包括至少一个单元。

在本申请的一种具体实施方式中，寄存器复制模块具体为当目标路径的数目为两个及两个以上时，对各目标路径进行时序违例优先级排序，并根据时序违例优先级排序结果将驱动寄存器复制到各目标路径中的寄存器待加入区域的模块。

在本申请的一种具体实施方式中，寄存器复制模块包括：

评估点集合获得子模块，用于将各目标路径中扇出节点的最前级单元确定为评估点，得到评估点集合；

最差路径确定子模块，用于根据各目标路径的时序值，确定时序违例最差的目标路径；

评估原点确定子模块，用于将时序违例最差的目标路径的评估点确定为评估原点；

距离值计算子模块，用于计算驱动寄存器与时序违例最差的目标路径中被驱动寄存器之间目标距离值；

曼哈顿距离计算子模块，用于分别计算评估原点到评估点集合中除评估原点之外的其余评估点之间的曼哈顿距离；

第一判断子模块，用于分别判断各曼哈顿距离是否小于目标距离值；

路径移出子模块，用于当确定曼哈顿距离小于目标距离值时，将评估原点以及与评估原点之间的曼哈顿距离小于目标距离值的评估点分别对应的目标路径从当前时序违例簇群移出；其中，当前时序违例簇群由当前存在时序违例的各目标路径构成；

时序违例集合标记子模块，用于将移出时序违例簇群的各目标路径标记为时序违例集合；

优先级排序子模块，用于根据时序违例集合中各目标路径的时序值对各目标路径进行时序违例优先级排序；

寄存器复制子模块，用于根据时序违例优先级排序结果将驱动寄存器复制到时序违例集合中各目标路径的寄存器待加入区域；

时序结果统计子模块，用于统计复制驱动寄存器之后的时序结果；

第二判断子模块，用于根据时序结果判断当前各驱动寄存器对应的扇出路径是否均满足预设时序要求；

重复执行子模块，用于当根据时序结果确定当前各驱动寄存器对应的扇出路径未均满足预设时序要求时，根据时序结果对时序违例簇群进行更新，并重复执行将各目标路径中扇出节点的最前级单元确定为评估点的步骤；

修复完成确定子模块，用于当根据时序结果确定当前各驱动寄存器对应的扇出路径均满足预设时序要求时，确定时序违例修复完成。

在本申请的一种具体实施方式中，时序结果统计子模块具体为利用EDA工具统计复制寄存器之后的时序结果的模块。

在本申请的一种具体实施方式中，目标路径确定模块具体为将时序值为负值的扇出路径确定为存在时序违例的扇出路径的模块。

在本申请的一种具体实施方式中，被驱动寄存器获得模块具体为按照广度优先搜索方式对驱动寄存器进行扇出搜索的模块。

相应于上面的方法实施例，参见图4，图4为本申请所提供的设备的示意图，该设备可以包括：

存储器332，用于存储计算机程序；

处理器322，用于执行计算机程序时实现上述方法实施例的方法的步骤。

具体的，请参考图5，图5为本实施例提供的一种设备的具体结构示意图，该设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括处理器(central processing units，CPU)322(例如，一个或一个以上处理器)和存储器332，存储器332存储有一个或一个以上的计算机程序342或数据344。其中，存储器332可以是短暂存储或持久存储。存储在存储器332的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对数据处理设备中的一系列指令操作。更进一步地，处理器322可以设置为与存储器332通信，在设备301上执行存储器332中的一系列指令操作。

渗透测试设备301还可以包括一个或一个以上电源326，一个或一个以上有线或无线网络接口350，一个或一个以上输入输出接口358，和/或，一个或一个以上操作系统341。

上文所描述的方法中的步骤可以由设备的结构实现。

相应于上面的方法实施例，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤：

由上述技术方案可知，通过根据各被驱动寄存器对应的扇出路径的时序值确定存在时序违例的扇出路径，将存在时序违例的扇出路径确定为目标路径，逐次复制寄存器到各目标路径中的寄存器待加入区域，分担原有驱动寄存器的负载任务。使得由高扇出所导致的转换时间过长以及驱动不足所导致的时序违例得到及时修复，减轻了在后续布局布线过程中由高扇出引起的工作量。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对于本申请提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本申请在此不做赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置、设备及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。