在半导体带出之后，最令人沮丧的 bug 之一就是这个：函数仿真完美，Silicon Bring-up 大部分时间正常工作，但"有时 "表现不稳定。当我尝试在教授面前重现它时，它工作正常....。由于缺乏可重复性，调试日志也很模糊。如果你深入挖掘，往往会得出相同的结论：
- "定时在某个地方被破坏了。"
- 这个 "某个地方 "通常是一个全局控件，如 时钟/重置。
- 具体来说，时钟到 MUX点的非常细的脉冲（故障）。
时钟路径中的故障与数据故障属于不同类型的故障。
另一方面，时钟故障会被触发器感知为"额外时钟边沿"，从那时起，一个异常边沿就会扭曲整个系统状态。这就是为什么经典的解决方案是无故障时钟 MUX (GFCM)。
1) 为什么常规多路复用器 (MUX) 中会出现闪烁
最简单的 2：1 MUX 的逻辑是干净的。
out = (~S & A) | (S & B)在 RTL 中，只要 sel 从 0→1 变为 B，它就会从 A 变为 B。
- (~S & A)和(S & B)路径具有不同的单元延迟/导线延迟。
- S 的信号传播不会同时到达两个路径。
- 在这个短暂的间隙中，OR 输入组合会发生短暂变化，从而在短时间内导致信号切换。(静态危险/动态危险）
在时钟 MUX 中，A 和 B 通常是异步时钟。由于 A 和 B 之间的相位关系并不固定，因此在 "坏时刻 "捕捉到 sel 过渡的概率比预期的要高，从而导致 "有时 "出现故障的硅错误。
2) 为何需要时钟缝隙
- 即使脉冲宽度很短，FF 也能将其识别为时钟
时钟树中的回扫/阈值、根据库 FF 的内部脉冲滤波，"不需要的边 "可能有效。 - 容易同时中断设置/保持
如果在正常边沿之前连接突波，则会中断保持；如果紧接着连接突波，则会中断设置。无论如何，结果都是随机的。 - 在 DVFS/Fail-over/Power domain 时代，时钟切换已司空见惯。
3) Glitch-Free의 핵심 정의:"密封过渡条件"，而不是 "无闪烁"
无闪烁时钟多路复用器的关键很简单。
在改变输出时钟时，没有时钟边沿通过
选择信号（Enable）仅在时钟的稳定部分发生改变。
这里有一个重要的见解：
GFCM 通常是启用暂停的电路，而不是无缝电路
这意味着无闪烁的代价可能是丢失一两个周期。如果 "无闪烁 "开关是目标，那么就不应该仅仅是改变 MUX 的问题，而应该在 PLL/时钟架构层面加以解决。
4) 가장 널리 쓰이는 구조(정석):"互斥 + 安全窗口更新"
如果闪变太接近旧时钟，就会导致时序违规。
为了避免这种情况，我们需要一些逻辑来暂停一段时间的时钟切换。
如果从前后两部分来看，它的结构与 MUX 相同，
- 内部有一个两级同步器，
- 当 SELECT 信号发生变化时，有一个反馈回路与相反的时钟同步。
最终，它将执行以下操作。
- 使能 1 和使能 2 永远不会同时变为 1（互斥）
- 在打开另一侧之前先关闭一侧（先断后连）
我们在过渡期间短暂停止时钟，仅在安全的一侧打开另一侧。<这个 "暂停 "就是无故障的成本和可靠性。
Electronicspedia 频道有一个非常好的无故障示例，所以我把它附在后面：
5）波形中的 "Glitch vs Glitch-Free"（仅核心）
(1) naive MUX（可能出现故障）
如图所示，
当 Sel 为 0 时，输出 CLK1；当 Sel 为 1 时，输出 CLK2。
设计人员不希望出现的像 CLK Out 虚线部分一样突出的时钟切换称为突波：
6) 在 SDC 和 CDC 分析中：
时钟 MUX 输出是 "CLK1 和 CLK2"。
- GFCM 内部的同步 FF 是 CDC，因此请使用 CDC 工具（SpyGlass-CDC 等）单独检查功能安全性。
7) CTS/PnR 인사이트:GFCM 不是 "逻辑块"，而是 "时钟根设备"
GFCM 的质量因其位置而异。这在高级节点中尤为明显：
- 尽可能靠近时钟源（PLL/OSC）：MUX 前后较长的时钟网会增加 SI/EM/IR 下降的影响和偏斜管理的难度：
- 选择/控制是控制，而不是数据：随着扇出的增加，无闪烁结构会增加 "过渡延迟"。如果对该路径进行 set_case_analysis 分析，您可能会在门级仿真中发现巨大的违规现象。这需要进行管理，以便施加约束：
- 与 CTS 的角色分离：真正的时钟树位于 GFCM 的输出之后：
- 占空比/脉冲完整性：简单的 AND/OR 选通会造成占空比失真。应优先选择经过代工厂鉴定的单元，而不是仅仅在 RTL 中创建 GFCM。
简而言之：
GFCM 应被视为时钟架构的一部分，并在 PnR 中受到 "保护"。
8) DFx(Scan/ATPG/Bring-up) 관점:GFCM 是 "测试之门"
扫描通常有不同的移位时钟和捕获时钟要求，而高速测试的要求更高。以下是设计不佳的 GFCM 如何破坏 DFx：
- 扫描停止，因为测试模式下不允许时钟切换
- 捕获部分暂停，破坏模式
- 复位/test_en 转换时出现闪烁，导致故障
因此工作模式通常是这样的。
- 用 test_en 直接旁路 test_clk（如上文的 RTL）
- 或者为扫描设置一个独立的时钟复用器，与功能时钟复用器分开
有些专家只制作这样的无闪烁时钟复用器！
将无间隙时钟 MUX 描述为 "无间隙多路复用器 "过于单薄。在现代 SoC 中，GFCM 是贯穿DVFS/故障转移/电源域/DFx的时钟基础设施。
这一小块显示了设计的成熟度：
- 学生设计关注的是 "RTL 是否合理？"
- 初级设计关注的是 "STA 是否通过？"
- 高级设计关注的是 "能否大规模生产？"
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