FPGA时序约束实战篇之多周期路径约束
demi 在 周四, 01/09/2020 - 11:38 提交多周期路径,我们一般按照以下4个步骤来约束:带有使能的数据;两个有数据交互的时钟之间存在相位差;存在快时钟到慢时钟的路径;存在慢时钟到快时钟的路径。
多周期路径,我们一般按照以下4个步骤来约束:带有使能的数据;两个有数据交互的时钟之间存在相位差;存在快时钟到慢时钟的路径;存在慢时钟到快时钟的路径。
Vivado会自动设别出两个主时钟,其中clk_pin_p是200MHz,这个是直接输入到了MMCM中,因此会自动约束;另一个输入时钟clk_in2没有约束,需要我们手动进行约束。
我们以Vivado自带的wave_gen工程为例,该工程的各个模块功能较为明确,如下图所示。为了引入异步时钟域,我们在此程序上由增加了另一个时钟--clkin2,该时钟产生脉冲信号pulse,samp_gen中在pulse为高时才产生信号。
在xdc文件中,按约束的先后顺序依次被执行,因此,针对同一个时钟的不同约束,只有最后一条约束生效。虽然执行顺序是从前到后,但优先级却不同;就像四则运算一样,+-x÷都是按照从左到右的顺序执行,但x÷的优先级比+-要高。
默认情况下,保持时间的检查是以建立时间的检查为前提,即总是在建立时间的前一个时钟周期确定保持时间检查。
时钟周期约束,顾名思义,就是我们对时钟的周期进行约束,这个约束是我们用的最多的约束了,也是最重要的约束。
典型的时序模型如下图所示,一个完整的时序路径包括源时钟路径、数据路径和目的时钟路径,也可以表示为触发器+组合逻辑+触发器的模型。
什么是时序约束?泛泛来说,就是我们告诉软件(Vivado、ISE等)从哪个pin输入信号,输入信号要延迟多长时间,时钟周期是多少,让软件PAR(Place and Route)后的电路能够满足我们的要求。因此如果我们不加时序约束,软件是无法得知我们的时钟周期是多少,PAR后的结果是不会提示时序警告的。
说到FPGA时序约束的流程,不同的公司可能有些不一样。反正条条大路通罗马,找到一种适合自己的就行了。从系统上来看,同步时序约束可以分为系统同步与源同步两大类。简单点来说,系统同步是指FPGA与外部器件共用外部时钟;源同步(SDR,DDR)即时钟与数据一起从上游器件发送过来的情况。