时序预算计算（Calculating Timing Budgets）

Innovus 依据路径段的长度比例为分区分配时序预算，对于时序裕量为正（positive slack）和负（negative slack）的路径，计算方式略有不同。以下是具体说明：

一、核心参数定义

• SD（Segment Delay）：路径段延迟（如模块内部或顶层网络的延迟）。
• TD（Total Delay）：路径总延迟（所有路径段延迟之和）。
• AT（Available Time）：总可用时间（如时钟周期减去固定延迟，或多周期路径的周期数）。
• HT（Hold Time）：保持时间（信号不允许变化的时间）。
• BB（Baseline Budget）：基准预算（分配给各路径段的时序目标）。
• PS（Positive Slack）：正时序裕量（路径实际延迟小于可用时间的差值）。

二、负时序裕量路径（Negative Slack）的预算计算

当路径时序违规（实际延迟 > 可用时间）时，预算按比例分配以优先满足关键路径。

1. 建立时间检查（Setup Check，max budgeting）

公式：
BB(neg) = (SD / TD) × AT

示例：

• 路径包含模块 A（3ns）、模块 B（2ns）、顶层网络 C（1ns），总延迟 TD = 3 + 2 + 1 = 6ns，可用时间 AT = 5ns。
• 模块 A 的预算：3/6 × 5 = 2.5ns
• 模块 B 的预算：2/6 × 5 ≈ 1.67ns
• 顶层网络 C 的预算：1/6 × 5 ≈ 0.83ns
• 衍生约束：
  • 模块 A 的输出延迟 = 模块 B 预算 + 网络 C 预算 = 1.67 + 0.83 = 2.5ns
  • 模块 B 的输入延迟 = 模块 A 预算 + 网络 C 预算 = 2.5 + 0.83 ≈ 3.33ns

2. 保持时间检查（Hold Check，min budgeting）

公式：
BB(neg) = (SD / TD) × (AT + HT)

• 若 AT + HT < 0，则不使用比例值，直接采用时序分析中的输入 / 输出延迟。

三、正时序裕量路径（Positive Slack）的预算计算

当路径时序有冗余（实际延迟 < 可用时间）时，预算会分配部分裕量以平衡各路径段。

1. 建立时间检查（Setup Check，max budgeting）

公式：
BB(pos) = SD + (SD / TD) × PS

示例：

• 路径包含模块 A（1ns）、模块 B（1ns）、顶层网络 C（1ns），总延迟 TD = 3ns，可用时间 AT = 5ns，正裕量 PS = 5 - 3 = 2ns。
• 各路径段预算：1 + (1/3) × 2 ≈ 1.66ns

2. 保持时间检查（Hold Check，min budgeting）

公式：
BB(pos) = SD - (SD / TD) × PS

四、特殊规则

1. 虚拟缓冲延迟：
   正裕量路径会添加虚拟缓冲延迟（通常 3 个），以预留优化空间。邻接设计（abutted designs）添加 2 个，穿通路径（feedthrough paths）则将 3 个缓冲延迟分配到所有路径段。
2. 保持时间特性：
   保持时间不同于建立时间，它代表信号不允许变化的时间，计算时需结合可用时间和路径段比例。

总结

时序预算计算通过比例分配机制，确保负裕量路径优先满足关键时序要求，正裕量路径合理分配冗余以平衡设计。这种方式既保证了时序收敛的可行性，又为后续优化预留了空间。