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
cmc102813 小时前
292.三段式状态机第三段时序逻辑用state_c与_n的差异分析
fpga开发
智塑未来2 天前
FPGA开发板怎么选?先看资质、案例与研发底盘
fpga开发
minglie13 天前
黑金AX301的SDRAM
fpga开发
hahaha60163 天前
HLS高层次综合设计技巧--高层次综合设计探讨
fpga开发
minglie13 天前
黑金AX301的EEPROM 24LC04
fpga开发
Hello-FPGA3 天前
量子计算滨松c15550-22up单光子相机与PCIe1004采集卡
人工智能·计算机视觉·fpga开发
9527华安3 天前
FPGA实现CameraLink转SFP光口,基于GT Transceivers Wizard Aurora8B10B编解码架构,提供4套工程源码和技术支持
fpga开发·sfp·cameralink·aurora8b10b·transceivers
ALINX技术博客4 天前
【期刊共读】如何应对 FPGA 短缺常态?
嵌入式硬件·fpga开发·fpga
156082072194 天前
短波接收机灵敏度测试
fpga开发
Riwuarua4 天前
从近似0基础开始FPGA开发 -- part.6 逻辑设计与状态机
fpga开发