RedHawk 动态 IR drop 报告怎么读：文件、指标与术语表

RedHawk 动态 IR drop 的结论看四处：日志的 Worst Dynamic Voltage Drop 表、Dynamic/{design}.dvd、Dynamic/layer_drop.rpt 和 power_summary.rpt——先用日志确认角与窗口，再用 .dvd 的 min_pg_tw 算压降百分比，用 layer_drop 定位到层。

0. 阅读顺序（照这个次序走，不会得出假结论）

redhawk -b 的退出码恒为 0，不能用来判定成功；判有效性只看有没有 PWR-330 / ANL-013 / GEN-010，以及 adsRpt/Error/redhawk.err.<时间戳> 的内容。

1. 先钉角：数字离开角落配置就没有意义

一次动态 IR drop 结果由五件事共同决定，报告里必须能回答这五个：

要点：

• PG 网的 R 是 RedHawk 从 tech file 自己抽的（SPEF 只覆盖信号网），所以 tech 角几乎线性决定压降。实测同一波形、同一窗口只把 rcmax 换 rcmin，最坏压降可差 6~7 倍——tech 是第一变量，比窗口/VCD 都大。
• VCD_FILE { SELECT_RANGE -1 -1 SELECT_TYPE WORST_POWER_CYCLE } 会让工具在整条波形上滑窗选最坏窗口；选中窗口写在日志里（Time span selected (A ~ B)），网格步长默认 = STA timing 里的最高频率的周期。
• 用 START_TIME {ps} 钉死窗口后再做对比，否则每个变体被分到不同窗口，差异 30~40% 全是窗口造成的。
• setup package/wirebond/pad -r 0 -c 0 -l 0 = 片外理想，没有 Ldi/dt，算出来的压降只是片上电阻性部分，是下限。

2. 结论行：Worst Dynamic Voltage Drop 表

日志里这段是给结论用的，逐行含义：

两个必须自己做的校验：

1. 自洽性：WIRE(VDD) + WIRE(VSS) ≈ minTW。实测一例 171.30 + 164.50 = 335.80 mV，与 minTW 335.68 mV 对得上，说明最坏点就是这两侧压降叠加的同一个位置。
2. maxTW 不要当最坏值：同一份报告里实测 avgTW 297.02 mV、minTW 335.68 mV，而 maxTW 107.03 mV——三者口径不同，maxTW 明显偏小，报数时只用 minTW/minWC。

压降百分比口径（报给项目/客户时写清口径，否则差一倍）：

IR_drop% = (Videal − min_pg_tw) / Videal
         = (1.800 − 1.4643) / 1.800 = 18.65%

• 只算 VDD 侧：171.30 / 1800 = 9.52%
• VDD + VSS（器件真正少掉的电压）：335.68 / 1800 = 18.65%
• eff_Vdd 列不是最差值，它是窗内平均口径

常见的 sign-off 习惯是动态 IR drop ≤ 10%（数字核心，视工艺/电压/产品而定），所以 18.65% 必须结合 min_pg_tw 与标准单元的最低工作电压一起判断，不能只看百分比。同时要说明这是片外理想的下限值。

3. Dynamic/{design}.dvd：逐实例数据，定位到点

列顺序（第 1 行是注释）：

# loc_x loc_y eff_Vdd max_pg_tw min_pg_tw min_pg_sim max_pg_sim min_vdd_tw max_vss_tw domain inst_name
xxx.xx yyyy.yy 1.5466 1.7991 1.4643 1.4643 1.7994 1.6289 0.1645 VDD C_{n}_IBUF

实操（排序取最坏、看分布）：

# 最坏的 10 个实例
grep -v '^#' {design}.dvd | awk '$5!="n/a"' | sort -k5,5g | head -10

# 分布：超过 10%/15%/20% 的实例数（比单个最大值更能说明是点问题还是面问题）
grep -v '^#' {design}.dvd | awk '$5!="n/a"{d=(1.8-$5)/1.8*100; if(d>10)a++; if(d>15)b++; if(d>20)c++} END{print a,b,c}'

经验判据：

• 最坏 Top-10 全部落在同一行坐标 / 同一类实例（例如一排 IBUF）⇒ 是局部供电瓶颈，改局部 strap/via 就够。
• 压降面状分布、top-10 分散 ⇒ 才是全局 PG 网格问题。
• n/a 行 = 该实例没有 timing window（未覆盖 STA），数量要单独记；本例 14125 有数据、689 为 n/a。
• 同实例同坐标跨 run 对比是最可靠的“同点对比”抓手（尤其当版图被换过、坐标会漂移时，要按实例名 + 最近坐标配对）。

4. Dynamic/layer_drop.rpt：是局部瓶颈还是全局网格

格式：#Layer Min_drop Max_drop，分 #TOP / Net VDD / Net VSS 三段。实测一例的最大压降：

读法：

• 最大压降集中在 M1（最下层） ⇒ 该点靠器件很近的段/过孔不够，属局部；上面几层加起来才 ~70 mV，说明主干网格没问题。
• 逐层几乎均匀、上层也很大 ⇒ 全局网格/电源规划问题（strap 数量、宽度、pad 位置）。
• layer_drop 与 .dvd 的 min_vdd_tw、max_vss_tw 可以互相校验：同一位置的数应当吻合。

5. power_summary.rpt：先证明“这次运行合理”

• Recommended dynamic simulation time, {T} psec, to include {P}% of total power：跟随 STA 时钟（1/最高频率），与 VCD 无关。窗口远小于它时，功耗统计不完整。
• 分频域/clock root/Vdd 域/单元类型的功耗拆分：用来核对 (a) 时钟网络占比是否离谱（本例 clock network 11.85 mW / 39.75 mW = 29.8%），(b) 是否有大块实例落在 NA*（未连电源或未归属 clock root），(c) #inst_count 是否符合预期。
• 量级自检：Iavg = P_total / V。本例 39.75 mW / 1.8 V ≈ 22 mA，与动态 IR drop 里看到的电压分布量级对得上，才说明功耗喂进去了。

6. 其他文件什么时候看

7. 报数时必须一起给的三件事

1. 口径：VDD 单侧还是 VDD+VSS；minTW（最坏）还是 avgTW（平均）；_tw 还是 _sim。
2. 角与窗口：温度 + tech + spef + VCD + 窗口（起止 ns）+ 时间步长。
3. 片外是否理想：r/c/l = 0 就等于没有 Ldi/dt，结论要写成“片上电阻性下限”。

8. 常见坑（都是用真实数据换来的）

• 换了 DEF/SPEF/GSR 却没注意 mtime，直接和上周的数字比大小 ⇒ 差异其实来自版图。改版后的对比必须重跑同一套角，并且核对最坏点的实例坐标是否还成立。
• 用 eff_Vdd 当最坏值 ⇒ 报小了；用 avgTW 当最坏值 ⇒ 也报小了。
• 只看 .dvd 最大值，不看分布 ⇒ 分不清“一个点坏了”还是“整片不够”。
• 片外理想却按“含封装”的口径汇报 ⇒ 结论过于乐观；反之拿它当实测值也一样错。
• VCD 的频率与 STA 声明的频率不一致（行为模型生成的时钟很常见），此时不要靠改 SDC 去迁就 VCD：VCD 驱动下修改 SDC 频率对 IR drop 几乎无影响，正确做法是在报告里写明“波形来自哪个模式/速率”，并补最坏/全速场景。

9. 术语与缩写表

9.1 物理量与概念

9.2 报告字段与特定缩写

Sources

• RedHawk 19.0.3 User Manual（Ansys/Apache），动态电压降章节与 .dvd 报告格式说明
• 实测数据：一次 1.8 V、1P3M 数字核设计（约 1.9 万实例）的 RedHawk 19.0.3 动态 IR drop 运行，125 °C、rcmax tech、max SPEF、min VCD、30 ns 窗口、20 ps 步长
• 敏感度结论来自同角单变量对比实验（tech 角 / spef 角 / VCD / 窗口 / SDC 频率）