随着工艺尺寸降低,芯片规模变大,电路的复杂度变得越来越高,为了满足芯片时序、功耗和面积的要求,迭代次数增加,设计周期延长。芯片设计的周期直接决定了其在市场上的竞争力,由于时钟信号是数字系统中最为重要的部分,时钟树的实现又占据了设计周期中大量比例,所以在保证设计质量的情况下加速芯片设计的速度尤其是加速时钟树实现的速度变得愈发重要。本文从芯片的设计流程出发,提出了一种结合前端代码在物理实现阶段之前提前获取时钟信息的快速设计方案。首先,在时钟树实现之前,结合设计需求快速产生约束并自动综合,并在此基础上自动产生时钟规格文件,时钟结构图等辅助信息,同时结合输入输出端口之间数据流的关系自动确定合适的端口位置。其次,在时钟综合过程中,根据建立的自动选择时钟结构模型和设计中能使用的金属层数以及目标单元利用率选择合适的结构来实现时钟。最后,在时钟树实现之后,结合已经确定好的时钟结构,通过对时序库和时序报告的分析能自动产生工具可以直接使用的修复时序违例的命令,其中利用有用偏斜原理对时钟路径上的修复尤为重要。通过对无流水处理器的实现显示快速设计方法能自动完成物理实现过程中的多个步骤,比如能自动产生逻辑综合约束,时钟结构图,摆放端口命令等,同时采用快速设计方法和传统设计方法对其他测试例子进行实现,结果也显示快速设计方法能在布线资源充足的情况下,可以通过实现不同的时钟结构用布线资源换取时序上的收敛。其中在双发射处理器的实现过程中,快速设计方法通过实现时钟网格结构,相较于传统设计方法时钟线长增加了1.13倍,时序违例路径数减少到36%,在双核处理器的实现过程中,快速设计方法通过实现H时钟树结构,时钟线长增加了 0.4倍,时序违例路径数减少到56%。