FPGA时序分析与约束
- FPGA结构基础
- 数据传输模型
- Quartus II 时序报告
- Quartus II 中TimeQuest的操作
- 实操
时序分析:通过分析FPGA内部各个存储器之间的数据和时钟传输路径,来分析数据延迟和时钟延迟的关系,保证所有寄存器都可以正确寄存数据。
数据和时钟传输路径是:由EDA软件,通过针对特定器件布局布线得到的。
时序约束:告知EDA软件,尽力达到约束指标。
FPGA结构基础
可编程逻辑功能结构
LUT 查找表的实现:
查地址,得到对应的数据。
fpga结构
内部连线:
采用行,列,局部的快速通道
数据传输模型
Tco :时钟上升沿到达D触发器 到 数据输出到Q端的延迟 。
Tsu: 建立时间,数据输入端D的数据必须提前 N ns 稳定下来,否则就没办法保存下来数据。
时钟偏斜原理:
在这个模型下:
Tclk1:时钟传到REG1有个延迟。
Tclk2:时钟传到REG2有个延迟。
Tco:触发器D 到Q输出的时间 。
Tdata:REG1的Q 传输到 REG2的D 的时间。
Tsu:建立时间。
Slack:余量时间。(下图是正的,说明可以正确读取到数据)
可以推导出公式,可以正确接收数据:
Tclk1+Tco+Tdata <= Tclk(时钟周期) + Tclk2 - Tsu
化简得: Tclk +(Tclk2 - Tclk1 )- Tco - Tdata - Tsu >= 0
再得:Slack = Tclk + Tsnew - Tco - Tdata - Tsu >= 0
Quartus II 时序报告
Quartus II 中TimeQuest的操作
1.打开工具
2.创建时序网表
包含:该器件具体位置,什么资源上实现,每个节点到下个节点的延迟时间
3.读取SDC文件
4.看报告和加入约束
看报告
(1)加入约束,告诉软件外部时钟输入
(2)编辑现有的约束
5.生成SDC文件
实操
查看时钟
查看最坏路径的余量