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時序約束幾個概念

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ID:105323 發(fā)表于 2016-2-23 03:22 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
Clock setup:時鐘建立關(guān)系
  tsu:輸入建立時間
  th:輸入保持時間
  tco:時鐘到輸出延時,Tco = Clock Delay + Micro Tco + Data Delay
  tpd:管腳到管腳的延時
  Trd:寄存器到寄存器之間的延時
  Minimum tpd & tco:最小tpd和tco
  Clock Skew:時鐘偏斜,時鐘到達(dá)兩個D觸發(fā)器的時間差,當(dāng)分頻由內(nèi)部電路產(chǎn)生,無法保證小的Clock skew
  fmax:最高頻率,Clock period = Data Delay – Clock skew +Tco +Tsu,Internal Fmax =1/Clock period
  

    system Fmax = 1/[MAX(Input Clock period,   Internal Clock period ,   Output Clock period)]

  

    影響Fmax主要由于Trd引起的,fmax = 1/(Trd +Clock skew+MICRO Tco+MICRO Tsu)

  

    MICRO Tco  MICRO Tsu 器件固定參數(shù),<0.1ns

  

    全局時鐘 Clock skew可以忽略,所以 Fmax ~= 1/Trd

  

    提高Fmax方法:

  

    1、  減少走線時延。通過chip Editer修改走線

  

    2、  減少組合邏輯的時延。加入流水(在REG和REG之間加了D觸發(fā)器)

  Setup Time:建立時間
  Hold Time:保持時間
  Latency:延遲
  Slack:時間裕量
  Multicycle path:多周期路徑,兩個寄存器之間數(shù)據(jù)要經(jīng)過多個時鐘才能穩(wěn)定的路徑,一般出現(xiàn)于組合邏輯較大的那些路徑。
  
  亞穩(wěn)態(tài):建立和保持時間如果數(shù)據(jù)發(fā)生變化,就可能發(fā)生亞穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。
  一般來說,在單一時鐘域的設(shè)計中只要系統(tǒng)電路的fmax能夠保證,就可以避免亞穩(wěn)態(tài)的發(fā)生;但是在跨時鐘域的時鐘的相位是異步的,亞穩(wěn)態(tài)將無法避免。此時,在跨時鐘設(shè)計時的解決亞穩(wěn)態(tài)的思想是:雖然亞穩(wěn)態(tài)無法避免,但卻可以采用一定措施保證系統(tǒng)的可靠性,使得在發(fā)生亞穩(wěn)態(tài)后系統(tǒng)仍然可以穩(wěn)定地工作。
  

多時鐘域下亞穩(wěn)態(tài)的處理:

  

亞穩(wěn)態(tài)無法避免,但要將其影響降到最低。

  

單根信號下,對第2個時鐘用D觸發(fā)器打2拍就可以將亞穩(wěn)態(tài)的影響減少到可以忽略的地步。

  

多根信號下,不能用上面方法.

  

1、握手。速度太慢

  

2、異步FIFO

  

3、多相位/高頻時鐘多次采樣數(shù)據(jù)

  
         同步設(shè)計準(zhǔn)則:
        1、  盡可能使用同一時鐘,時鐘走全局時鐘網(wǎng)絡(luò)。多時鐘域采用“局部同步”。
        2、  避免使用緩和時鐘采樣數(shù)據(jù)。采用混合時鐘采用將導(dǎo)致Fmax小一倍。
        3、  避免在模塊內(nèi)部使用計數(shù)器分頻所產(chǎn)生的時鐘。
        4、  避免使用門控時鐘。組合電路會產(chǎn)生大量毛刺,所以會在clk上產(chǎn)生毛刺導(dǎo)致FF誤翻轉(zhuǎn)。可以用時鐘始能代替門控時鐘。
  
  

Synplify某些選項解釋:

  

FSM compile:選中后根據(jù)狀態(tài)機(jī)數(shù)目多少,自動選擇采用one-hot還是binary編碼。

  

FSM explorer:在FSM compile基礎(chǔ)上對狀態(tài)機(jī)嘗試各種編碼,根據(jù)約束設(shè)置選擇一種最優(yōu)的編碼方式。

  

Resource sharing:資源共享,讓綜合工具對代碼進(jìn)行資源優(yōu)化。

  

Pipelining:通過更改D觸發(fā)器的位置而不改變邏輯功能來平衡D觸發(fā)器到D觸發(fā)器的時延,以提高Fmax 。

  

Retiming:可以對時序和資源進(jìn)行優(yōu)化。

  

  

SCOPE窗口下代碼:

  

Clock:時鐘約束

  

Clock to Clock:時鐘到時鐘約束

  

Input/Output:輸入輸出約束

  

Registers:寄存器約束

  

Multi-cycle Paths:多周期約束

  

Flase Paths:Flase路徑約束

  

MAX Delay Paths:最大延遲路徑

  

Attributes:屬性

  

I/O standard:I/O標(biāo)準(zhǔn)

  

Compile Piont:多點編譯

  

  

Quartus II中時序優(yōu)化:

  

Assignment stting----Timming Requriments& Optionss ---- clock --- 設(shè)置Fmax

  

speed or Area or balanced

  

WYSIWYG和Retimming

  

standard fit  auto fit   fast fit

  

Physical Synthesis Optiimation ---- 復(fù)制 和 Retimming

  

管腳約束 Assignment Editer 對Tsu Tco約束:if  Tsu +Tco> 1/Fmax ,則出錯。

  

應(yīng)該對于輸入管腳添加Tsu約束, 對于輸出管腳添加 Tco約束

  

對于雙向口,添加Tsu Tco約束

  

最后在Time Quest中分析報告,查看出錯原因


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