FPGA时许约束与分析 1

1、时钟的基本概念

1.1 时钟定义:

同步设计:电路的状态变化总是由某个周期信号的变化进行控制的,在这个信号的 posedge 或者是 negedge 都可以作为电路状态的触发条件。

时钟:在同步设计中,这个信号 叫做时钟。

理想的时钟模型是一个占空比 50%的周期工期的方波。

1.2 时钟偏差:

如果时钟信号不规律或者伴随噪音,有可能会打乱电路运行时序,使得设计失去既定的功能和性能。FPGA最基本的clk 通常 来自于 外部的 晶振,它可以提供相对稳定的clk 。FPGA内部也可以使用 PLL 分频 或者 倍频 。

时钟抖动:虽然时钟抖动一般都是 ps ,但是对于几百MHz的clk而言,时钟抖动的占比还是不容忽视的。所以在FPGA时许约束中,会将此作为时钟不确定性约束(Uncertainty)。

2、 建立时间与保持时间

建立时间 Tsu:是指在clk到来之前,数据要保持稳定的时间。

保持时间 Th:是指才clk posedge到来之后,数据要保持稳定的时间。

3、 reg 2 reg 的时许路径分析

3.1 数据路径和时钟路径

3.2 数据到达路径和数据需求路径

数据到达路径:数据在两个reg之间传输的实际路径,由此路径可以算出数据在两个reg之间传输的实际时间。

数据需求路径:为了确保稳定可靠有效的传输(满足setup time 和 hold time),数据在两个reg之间传输的理论所需时间的计算路径。

3.3 启动沿、锁存沿、hold time和setup time关系

启动沿:launch edge

锁存沿:latch edge

建立时间关系:setup relationship

保持时间关系:hold relationship

数据需求时间:data requirement time

3.4 reg 2 reg 路径分析

时间定义:

Tc2i: clk到reg1的时钟网络延时

Tc2j: clk到reg2的时钟网络延时

Td: 上一级reg的input锁存之后,到下一级reg input锁存的时间。

Tsu: setup 时间

Th: hold 时间

4、引脚到reg的时序路径分析

4.1 系统同步接口与源同步接口

FPGA和外部芯片的同步信号接口,根据clk的来源可以分为 系统同步接口和源同步接口两大类。

系统同步接口:FPGA与外部芯片之间的通信时钟都由外部同一clk(系统时钟)产生。

源同步接口:FPGA与外部芯片之间的通信时钟都由源reg所在的一侧(output 端)产生。

4.2 系统同步接口的时许分析

4.3 源同步接口的路径分析

5、reg到pin的时许路径分析

5.1 系统同步接口的路径分析

5.2 源同步接口的路径分析

6、pin 到 pin 的时许路径分析

相关推荐
7yewh31 分钟前
FPGA前瞻篇-计数器设计与实现实例
arm开发·驱动开发·嵌入式硬件·fpga开发·硬件架构·硬件工程·精益工程
爱学习的张哥2 小时前
UDP--DDR--SFP,FPGA实现之指令监测模块实现
fpga开发·udp·指令
碎碎思4 小时前
FPGA+ESP32 = GameBoy 是你的童年吗?
fpga开发
搬砖的小码农_Sky6 小时前
FPGA:XILINX FPGA产品线以及器件选型建议
嵌入式硬件·fpga开发·硬件架构·硬件工程
YprgDay6 小时前
【Lattice FPGA 开发】Diamond在线调试Reveal逻辑乱跳的解决
fpga开发·diamond·reveal
MVP-curry-萌神6 小时前
FPGA图像处理(六)------ 图像腐蚀and图像膨胀
图像处理·人工智能·fpga开发
&Cheems7 小时前
ZYNQ笔记(二十):Clocking Wizard 动态配置
笔记·fpga开发
怪小庄吖7 小时前
7系列 之 I/O标准和终端技术
经验分享·笔记·fpga开发·硬件架构·硬件工程·xilinx 7系列 fpga·i/o标准和终端技术
爱学习的张哥7 小时前
专栏项目框架介绍
git·fpga开发·udp·ddr·gt收发器
南山维拉17 小时前
【AXI总线专题】AXI-FULL-Master
fpga开发·zynq·axi-full