fpga源同步輸入時序約束(二)

下文主要介紹了源同步輸入接口的輸入最大最小延遲約束方法
輸入約束指令格式是:
set_input_delay -clock -max (min) [get_ports “”] -add_delay
即給出 輸入時鐘跟輸入數據間的時間關係。

對於源同步輸入約束,有”System-centric” 和”FPGA-centric”兩種方法。
1、”System-centric”:即以整個系統爲中心進行輸入約束,它以外部器件,fpga,它們間的走線構成一個整體,當以系統爲中心進行約束時,需要考慮外部器件與fpga間 數據和時鐘的走線延時,時鐘到輸出延時,以及外部器件的建立保持時間,Tco等參數,模型如下圖所示:

對於”System-centric”有兩種方式去獲得輸入最大最小延遲值:
–用外部器件的tco進行輸入延遲約束;
–用外部器件的tsu,th進行輸入延遲約束。
你可以根據你能查到的參數tco或者建立保持時間去計算輸入延遲值。
1、1用外部器件的tco進行輸入延遲約束
(1)如果外部器件的tco是跟輸出時鐘相關,如下圖所示。那麼就可以直接利用tco和tco min來計算輸入延遲的最大最小值。
這裏寫圖片描述
(2)如果外部器件的tco是跟輸入時鐘相關,如下圖所示。那就需要通過計算來得到tco和tco min的值進而去計算輸入的最大最小延遲值。
這裏寫圖片描述
tco=tcoDATA-tcominCLOCK
tcomin=tcominDATA-tcoCLOCK.
當知道了tco和tcomin後就可以來計算輸入的最大最小延遲值了,公式如下所示。
最大輸入延遲 :即數據從外部器件到fpga的最大路徑延遲+外部器件的tco-最小的時鐘路徑延遲
這裏寫圖片描述
最小輸入延遲:即數據從外部器件到fpga的最小路徑延遲+外部器件的tco-最大的時鐘路徑延遲
這裏寫圖片描述

最後寫成sdc約束指令:
注意:下面約束的參考時鐘都是虛擬時鐘。
SDR:即單沿發送數據,一個時鐘週期內的上升沿或者下降沿發送數據。下面Example 40 42是指上升沿發送數據,下降沿的話需在get ports前加上 -clock fall表示下降沿
這裏寫圖片描述
這裏寫圖片描述
DDR:即時鐘上下沿都發送數據
這裏寫圖片描述
這裏寫圖片描述
1、2用外部器件的tsu,th進行輸入延遲約束
如果知道外部器件的數據發送建立,保持時間則可以用建立保持時間去設置輸入延遲
(1)輸入最大延遲值計算:即數據信號最慢到達fpga,而時鐘信號最快到達fpga。用數據路徑延遲的最大值+UI-外部器件的建立時間-時鐘的最小路徑延遲
這裏寫圖片描述
(2)輸入最小延遲值計算:
這裏寫圖片描述
同樣最後用sdc約束指令描述輸入最大最小延遲如下:
SDR:
這裏寫圖片描述
這裏寫圖片描述
DDR:
這裏寫圖片描述
這裏寫圖片描述

2、”FPGA-centric”:即以fpga爲中心建立輸入輸出延遲約束。只需要知道FPGA的一些參數就能對輸入時序進行約束,比如fpga的建立保持時間,或時鐘數據偏斜。而不需要知道除FPGA外的任何參數可以用(1)建立保持時間;(2)最大數據偏斜 兩種方式來得到輸入最大最小延遲值。
(1)建立保持時間:當你的fpga源同步輸入接口有建立保持時間要求,你可以根據建立保持時間要求計算出相應的最大最小輸入延遲。
用輸入fpga時鐘作爲參考進行輸入延遲約束,當是SDR時,unit interval=時鐘週期,當是DDR時,unit interval=時鐘週期/2,下圖是一個DDR輸入時鐘和數據關係:
這裏寫圖片描述
寫成SDC約束指令如下:
這裏寫圖片描述
當輸入時鐘與數據是中心對齊時,可以用虛擬時鐘作爲參考時鐘進行約束,時鐘與數據關係如下圖所示:

這裏寫圖片描述
從圖中可以看出:
輸入時鐘與輸入數據是中心對齊方式;
輸入時鐘跟輸入數據有一個90°的相位關係;
虛擬時鐘沒有相位偏斜。
由於虛擬時鐘跟輸入時鐘有90°的相位差,所以用虛擬時鐘作爲約束的參考時鐘時,其最大最小延遲值應加 上移相時間(如90°則值爲時鐘週期÷4)。
(2) 最大數據偏斜
這裏寫圖片描述

用虛擬時鐘作爲輸入延遲約束的參考時鐘,使得“FPGA-centric”約束非常容易。因爲輸入最大最小延遲即等於數據相對於時鐘的正負偏斜值
input Max Delay= UI(單元間隔)-Setup=正偏斜
input Min Delay= Hold=負 偏斜
SDC約束指令如下:
這裏寫圖片描述
即使虛擬時鐘或者輸入fpga時鐘有相位偏斜,輸入最大最小延遲也還是等於正負skew,不會改變。

綜上,給出了幾種對源同步輸入約束的方法,使用時根據你能獲取到的參數來決定採用哪種方式。

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