[发明专利]一种时钟树结构及其实现方法

权利要求书

1.一种时钟树结构，其特征在于，包含主干时钟网络和分支时钟网络，所述主干时钟网络从外部引进，所述主干时钟网络由第一级缓冲单元和第二级缓冲单元组成，所述第一级缓存单元在外部引进端口，所述第二级缓冲单元等间距排列在中轴线上，所述分支时钟网络从第二级缓冲单元输出端引出，所述分支时钟网络由第二级缓冲单元到第三级缓冲单元组成，所述第三级缓冲单元垂直于主干时钟网络放置，第三级缓冲单元以树状结构推动第四级缓冲单元，依次推动到第n级缓冲单元和门控时钟单元。

2.根据权利要求1所述的一种时钟树结构，其特征在于，所述主干时钟网络方向为水平或垂直，主干时钟网络是一个或多个；所述第三级缓冲单元分别驱动L*L大小窗口的负载；其中，L*L大小窗口的负载个数小于或等于N个，N是设计需求所规定的最大扇出限定值。

3.根据权利要求1所述的一种时钟树结构，其特征在于，所述第一级缓冲单元、第二级缓冲单元、第三级缓冲单元和第n级缓冲单元均可替换成偶数级反相器。

4.一种基于权利要求1至3任一项所述的时钟树结构的实现方法，其特征在于，具体包含如下步骤：

步骤1，判断时钟根节点后面是否有多级门控时钟，打平门控时钟单元展平化处理为一级；

步骤2，获取时钟根节点后面直接连接的寄存器的布局，将逻辑单元模块切成L*L大小的窗口，将窗口内的寄存器以N个为一组，用缓冲单元buffer来推动，将这一级的缓冲单元设置为第n级缓冲单元；

步骤3，获取时钟根节点后面连接的门控时钟单元和第n级缓冲单元的布局，将逻辑单元模块切成L*L大小的窗口，将窗口内的门控时钟单元和第n级缓冲单元以N个为一组，用缓冲单元buffer来推动，此级缓冲单元为第n-1级缓冲单元；

步骤4，根据步骤1至步骤3获取时钟根节点后面连接第4级缓冲单元以N个为一组，用缓冲单元buffer来推动，此级缓冲单元为第三级缓冲单元；

步骤5，从时钟端口连接第一级缓冲单元推动第二级缓冲单元作为主干时钟网络，第二级缓冲单元等间距排列在中轴线上，记等间距为a；

步骤6，将逻辑单元模块以a为高度，垂直于主干时钟网络方，划分为多条长方形区域，每个长方形区域的中心刚好有一个第二级缓冲单元，将长方形区域内的第二级缓冲单元的输出端连接到该长方形区域内的所有第三级缓冲单元的输入端。

5.根据权利要求4所述的一种时钟树结构的实现方法，其特征在于，所述等间距a的值取决于第二级缓冲单元的驱动能力和以a为高度的长方形区域内的第三级缓冲单元的物理距离及其个数，第三级缓冲单元的个数小于或等于N，N是设计需求所规定的最大扇出限定值。

6.根据权利要求4所述的一种时钟树结构的实现方法，其特征在于，所述L*L大小窗口是将逻辑单元模块从中间往四周划分得到的，即将整个逻辑单元切成若干个L*L大小的窗口，L的值取决于窗口内的负载所连接的驱动单元的驱动能力。

7.根据权利要求4所述的一种时钟树结构的实现方法，其特征在于，所述主干时钟网络方向是由负载到主干的距离最短决定；所述分支时钟网络要比主干时钟网络要短，用于让负载离主干的距离最短，降低传播延时，所述主干时钟网络树设置于逻辑单元模块的中轴线上。

8.根据权利要求4所述的一种时钟树结构，其特征在于，第三级缓冲器以后以树状结构推动下一级，这种树状结构是N个分叉，用于保证负载个数最大化，以便减少时钟树的级数，N是设计需求所规定的最大扇出限定值。

9.根据权利要求4所述的一种时钟树结构，其特征在于，所述第n级缓冲单元，其物理位置是由寄存器的布局决定的，其推动着L*L窗口内的寄存器，L值的大小由第n级缓冲单元的驱动能力决定。

10.根据权利要求4所述的一种时钟树结构，其特征在于，所述第n级门控时钟单元后面连接的多个寄存器的时钟端口，若在根节点后存在多级门控时钟单元，则需要打平门控时钟单元，所述打平门控时钟单元用于使他们的级数相同，即将根节点后多级门控时钟单元展平化处理为一级。