[SDC约束命令--set_clock_groups]

1 set_clock_groups

1.1 概念

  set_clock_groups命令用于定义时钟组之间的关系，在没有设置clock group之前，STA工具会报所有的clock作为同步处理，即会进行分析SETUP/HOLD建立时间满足关系。增加group 是在原来同步的基础上增加异步描述，不在描述中的还保持同步关系。

命令格式如下：

Bash set_clock_groups [选项] -group {时钟列表1} -group {时钟列表2} ...

常用选项：

•-asynchronous：指定时钟组之间是异步的，即它们没有固定的相位关系，工具不会检查这些时钟组之间的时序路径。

•-physically_exclusive：指定时钟组在物理上是互斥的，即它们不能同时存在（例如，通过一个MUX选择的两个时钟）。

•-logically_exclusive：指定时钟组在逻辑上是互斥的，即它们不会同时有效（例如，功能时钟和测试时钟）。

基本常用的是：-asyncchronus。

1.2 基本用法

1 异步时钟组

当两个时钟来自不同的源且没有确定的相位关系时，它们之间的时序路径不需要检查（因为无法保证建立和保持时间）。假设设计中有 clk1 clk2 clk3 clk4 clk5 clk6共六个时钟。如下写法：

Bash set_clock_groups -asynchronous \                  -group {clk1   clk2}    \                  -group {clk3 clk4}

含义：clk1和clk2在同一个组内，它们之间的路径需要检查；clk3和clk4在另一个组内，它们之间的路径也需要检查；但两个组之间的路径不检查。

只有从clk1 到 clk_3/clk_4 不check timing;

只有从clk2到 clk_3/clk_4 不check timing;

只有从clk3到 clk_1/clk_2 不check timing;

只有从clk4到 clk_1/clk_2 不check timing；

其他clk两两之间都是同步的，需要做STA时序分析；

等价效果：

Bash set_false_path -from [get_clocks [list   clk_1 clk_2]] -to \    [get_clocks [list clk_3 clk_4]]      set_false_path -from [get_clocks [list clk_3 clk_4]] -to \    [get_clocks [list clk_1 clk_2]]

2 互斥时钟组

当两个时钟在物理上不能同时存在时（例如，通过MUX选择），使用-physically_exclusive：

Bash set_clock_groups -physically_exclusive   \     -group {clkA} \     -group {clkB}

这表示clkA和clkB不会同时存在，因此它们之间的路径不需要检查。

3 逻辑互斥时钟组

当两个时钟在逻辑上不会同时有效时（例如，功能模式和测试模式），使用-logically_exclusive：

Bash set_clock_groups -logically_exclusive \     -group {func_clk} \     -group {test_clk}

含义：

•功能模式时只有func_clk有效

•测试模式时只有scan_clk有效

•它们之间的路径不需要检查时序

注意事项

•同一个时钟可以出现在多个组中，但通常一个时钟只在一个组内。

•如果不使用set_clock_groups，工具默认会检查所有时钟之间的路径。

•该命令通常用于跨时钟域（CDC）路径的约束，避免不必要的时序检查。

1.3 作用

为什么需要set_clock_groups

1.避免伪路径（False Path）泛滥：

￮不用为每个跨时钟域路径单独设置set_false_path

￮通过分组一次性定义所有相关时钟的关系

2.提高时序分析效率：

￮工具会跳过无关时钟域之间的路径分析

￮减少计算量，加快时序收敛

3.确保CDC路径正确处理：

￮明确标记异步路径，提醒设计者添加同步器

￮避免工具在这些路径上报不必要的时序违例

1.4 示例

1.假设设计中有三个时钟：

￮ clk1和clk2是同步的（同源且相位关系确定）

￮ clk3是另一个异步时钟

约束如下：

set_clock_groups -asynchronous \     -group {clk1 clk2} \     -group {clk3}

这表示：

￮ clk1和clk2之间的路径需要检查（因为它们在同一组）

￮ clk1/clk2与clk3之间的路径不检查（异步）

总结：

set_clock_groups是SDC中用于管理时钟关系的关键命令，它帮助设计者明确哪些时钟之间的路径需要检查，哪些不需要（异步或互斥）。正确使用该命令可以避免不必要的时序违例报告，并确保STA分析的正确性。

2. 复杂SoC时钟分组# 

定义时钟    create_clock -name sys_clk -period 10 [get_ports clk_sys]    create_clock -name audio_clk -period 20 [get_ports clk_audio]    create_clock -name usb_clk -period 8 [get_ports clk_usb]    # 定义测试时钟    create_clock -name test_clk -period 15 [get_ports clk_test]    # 设置时钟组关系    set_clock_groups -asynchronous \     -group {sys_clk} \     -group {audio_clk} \     -group {usb_clk}    set_clock_groups -logically_exclusive \     -group {sys_clk audio_clk usb_clk}   \     -group {test_clk}

含义：

sys_clk, audio_clk, usb_clk三者互相异步；

所有功能时钟与测试时钟test_clk逻辑互斥；

1.5 最佳实践

1.在顶层约束文件中集中统一定义：在顶层SDC文件中集中管理所有时钟关系

2.与时钟定义配合使用：在create_clock后立即设置时钟组关系

3.文档化时钟关系：添加注释说明时钟分组的原因

    使用report_clock_groups来验证约束是否生效；

组内时钟是同步的：需要做STA时序检查；序分析工具（如PrimeTime）会检查这些时钟之间的所有路径的建立时间和保持时间。这些路径必须满足正常的时序约束，不需要特殊的CDC同步器。

组间时钟是异步的：需要做CDC检查；时序工具会跳过这些路径的常规时序检查，但CDC检查工具（如SpyGlass）会标记这些路径为跨时钟域路径。这些路径必须插入适当的同步器（如两级触发器、握手协议等），以确保数据安全传输。