时钟周期约束(三)

时钟周期约束(三)


文章目录

  • 时钟周期约束(三)
  • 时钟周期约束知识点速查表
    • [1. 主时钟(Primary Clock)------"时间基准尺"](#1. 主时钟(Primary Clock)——“时间基准尺”)
    • [2. 生成时钟(Generated Clock)------"派生时钟"](#2. 生成时钟(Generated Clock)——“派生时钟”)
    • [3. 同一端口多时钟------"多模式"](#3. 同一端口多时钟——“多模式”)
    • [4. 时钟特性调整------"微调尺"](#4. 时钟特性调整——“微调尺”)
    • [5. 快速验收脚本](#5. 快速验收脚本)

时钟周期约束知识点速查表


1. 主时钟(Primary Clock)------"时间基准尺"

知识点 一句话要点 示例/Tcl
定义 进入 FPGA 的第一级时钟:引脚或 GT 输出(注意这个是GT输出,不是gt_ref_clk,也不是经过example中mmcm输出的log_phy,而是rx/txoutclk,这个是硬核GT输出的,可以理解为GT中有个晶振,来根据gt_ref_clk产生的rx/txoutclk,因此是主时钟 create_clock -name clk200 -period 5 [get_ports clk_p]
差分时钟 仅约束 P 端,N 端自动跟随 [get_ports clk_p] 即可
三要素 源、周期、占空比 -waveform {0 2.5} 可省,默认 50/50
抖动 输入不确定性 set_input_jitter clk200 0.15
时钟组 异步场景先声明(默认都是同步时钟,需要进行时序分析,如果设置组了,相当于都FALSE了,一般情况不建议用组) set_clock_groups -async -group clk200 -group clk125
  • 命令get_ports决定了时钟源
  • 在约束时,例如SRIO IP中GT的的 XDC 用 get_ports 只是"图省事、图通用",工具照样能把时钟约束透;换成 get_pins 也能用,但既麻烦又容易因为层级变动而失效,所以官方模板干脆统一写 get_ports。
  • 有些IP中本身含有XDC,会进行时序约束,我们不必再约束一遍

2. 生成时钟(Generated Clock)------"派生时钟"

场景 命令关键选项 注意
MMCM/PLL 自动输出 只需主时钟;工具自动推导 report_clocks 看 A 属性
用户逻辑分频 -divide_by N-edges {1 3 5} -source 必须指向主时钟引脚(注意FF的C口指定为时钟源,如下图约束,Q指定为衍生时钟pins ))或单元 CLKPIN;另外,get_pins用于指定时钟源
随路时钟 OSERDES 输出 -divide_by 1 并指定相同延迟路径
重命名自动时钟 create_generated_clock -name 覆盖原名称 仅对自动时钟有效,用户逻辑时钟不可重命名
维度 系统同步(System Synchronous) 源同步(Source Synchronous)
时钟来源 板级全局时钟(晶振→BUF→所有芯片) 发送端 FPGA 随路输出时钟(与数据同方向)
时钟数 1 个,全网共享 1 对/组,每方向独立
数据方向 单向或双向 通常单向,高速双向用两套随路时钟
最高频率 一般 ≤ 200 MHz(FR4 走线极限) 轻松 400 MHz+(DDR 可 800 Mbps)
举例 SPI、I²C、传统 SRAM、MCU 并口 DDR、SDR SDRAM、Camera LVDS、GMII RGMII

源同步设计中的随路时钟,。随路时钟是指与数据同时生成的时钟,且同时给到接收端,以生成该数据在接收端的采样时钟。在源同步设计中,为了确保输出数据与输出时钟(随路时钟)具有相同的延迟,通常让二者经过同样的电路单元(如这里的OSERDES)后再输出。


3. 同一端口多时钟------"多模式"

目的 命令片段 解释
双模式测试 create_clock -name clk_slow -period 10 [get_ports clk] create_clock -name clk_fast -period 6.667 [get_ports clk] -add 第二句必须 -add
互斥存在 set_clock_groups -physically_exclusive -group clk_slow -group clk_fast 告诉工具不会同时出现
含生成时钟 同上再加 -include_generated_clocks 防止子时钟仍被分析

4. 时钟特性调整------"微调尺"

参数 命令 应用示例
输入抖动 set_input_jitter <clock> <value> 0.1~0.2 ns 常见
额外不确定性 set_clock_uncertainty -setup 0.5 [get_clocks clk200] 轻度过约束,增时序预算
双向不确定 -from A -to B 可不对称 跨时钟域单独加压

5. 快速验收脚本

tcl 复制代码
# 1. 查遗漏
report_clock_networks -name clk_overview
# 2. 查自动/生成时钟属性
report_clocks
# 3. 查时钟组/交互
report_clock_interaction
# 4. 查不确定量
report_timing -setup -max_paths 1 -input_pins

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