FPGA——时序分析与约束(Quartus II)

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
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LUT 查找表的实现:
查地址,得到对应的数据。
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fpga结构
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内部连线:
采用行,列,局部的快速通道
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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。

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时钟偏斜原理:
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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

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Quartus II 时序报告

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Quartus II 中TimeQuest的操作

1.打开工具
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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
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3.读取SDC文件
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4.看报告和加入约束

看报告
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(1)加入约束,告诉软件外部时钟输入
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(2)编辑现有的约束
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5.生成SDC文件

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实操

查看时钟
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查看最坏路径的余量
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