时钟时序分析？

只看该作者 · 2011-5-26 14:29

小弟这两天一直在看FPGA关于时钟时序方面的资料，像建立时间，保持时间，亚稳态等等，但是看了之后，还是搞不懂在Xilinx Constraints Editor里面到底怎么进行时钟约束。里面的具体某一项什么意思我也知道，可不知道怎么确定数值大小。

附图一个程序synthesize和implement后的报告：我不明白的是怎么根据图里面的这些值确定时钟约束的值。

（我也不知道我说的符不符合逻辑，感觉挺乱）。

只看该作者 · 2011-5-26 14:39

[i=s] 本帖最后由 21IC之星于 2011-5-26 15:19 编辑 [/i]

利用综合报告或映射后静态时序报告来判断约束是否可行

只看该作者 · 2011-5-26 14:47

FPGA全局时钟约束(Xilinx)

只看该作者 · 2011-5-26 16:26

时钟约束,其实就是让你的时钟能够正确满足你的逻辑.
毕竟一个时钟其实也是有setup time的,而且根据你走线,当然会产生一定的delay.
约束就是对于这些因素进行校正.因为FPGA内部走线的途径很多,你不约束.就会自动布线.但是你加了约束就会按照你的要求布线.
举个简单的例子: 你上网搜索如何从你家去公司. 网站会给你很多选择,可能默认选择是公交.但是你加个时限,要在1小时到,那么可能就是地铁了,如果要求半小时到..估计就变出租了..这就算是约束吧

至于给你的那些时序报告,就对你的工程的情况给出了详尽的分析.例如最快能达到什么程度,最坏情况,后续驱动门电路等等信息.

只看该作者 · 2011-5-26 20:51

谢谢大侠的资料，不过在“FPGA全局时钟约束”（P22）中我有一点不明白：OFFSET IN=T_data_In-T_clk_In(附图)表示什么意思，
OFFSET IN是表示时钟建立时间，它和等式右端什么关系。

3# 21IC之星

只看该作者 · 2011-5-26 21:00

看了版主的解答后，思路稍微清晰点了，可有很多细节还不是很明白，麻烦版主看看我下对静态时序报告的解释对不对并指点迷津(不胜感激！)（我全局时钟period设的是20ns，pad to setup设的是5ns,clock to pad没设置）。

Slack:                -0.372ns (requirement - (data path - clock path - clock arrival + uncertainty))
  Source:             rst (PAD)
  Destination:       data_port_0 (FF)
  Destination Clock: clk_BUFGP rising at 0.000ns
  Requirement:       5.000ns
  Data Path Delay:    7.519ns (Levels of Logic = 2)
  Clock Path Delay:    2.147ns (Levels of Logic = 2)
  Clock Uncertainty: 0.000ns

我个人认为：
requirement表示设置的pad to setup。
data path delay表示data从soure到destination的延时。
clock path delay表示时钟从soure到destination的延时。
我不明白的是slack这个表达式表示什么意思，为什么它>0,时序就满足要求，否则就不满足。
4# SuperX-man

只看该作者 · 2011-5-27 12:53

对于6楼的问题：
接着4楼的那个例子讲讲我的理解吧：
现在是早上8点，上班时间是早上9点，这样从家到公司就是1个小时的时间，60分钟
假设：从家到公司坐公交需要50分钟，你自己的钟表比正常的钟表快10分钟，不考虑路途中的不确定因素（堵车，公交坏了。。。）
这样：
requirement = 60
data path = 50
clock path = 10
clock arrival = uncertainty = 0

slack = (requirement - (data path - clock path - clock arrival + uncertainty)) = 60 - (50 - 10 - 0) = 20分钟
也就是说你有20分钟的余量，不会迟到了。

假如某一天你8点30才起床，这时你的requirement = 30，其他不变：
slack = (requirement - (data path - clock path - clock arrival + uncertainty)) = 30 - (50 - 10 - 0) = -10分钟
很不幸，你要迟到了，因为你的余量时间是负10分钟
这时候为了避免迟到，你选择地铁，坐地铁从家到公司只要40分钟，这样算下来slack=0，也就是说你可以踩着点到公司。
所以说slack 〉= 0时你就不会迟到；否则迟到

只看该作者 · 2011-5-27 13:37

本帖最后由 izefei 于 2011-5-27 13:48 编辑

谢谢高手。但是我感觉你打的这个比方里面好像有点问题。
这里面的requirement对应是建立时间，应该表示在我的时钟指向9点的时候，我已经到达公司的时间段吧？即我提前到达的时间段，也就是我的时钟指向9点的时间点和我刚到达公司的时间点之间的时间差。不知道我说的对不对。
7# AutoESL

只看该作者 · 2011-5-27 17:21

6# izefei

只看该作者 · 2011-5-27 17:30

Slack:                -0.372ns (requirement - (data path - clock path - clock arrival + uncertainty))
  你确定这个公式是对的？
  应该少了Tsetup，即FF要求的建立时间。

  pad to setup即offset in约束，这个约束是discribe，将实测到的情况告诉工具。
  工具能否达到即slack>0，slack余量即margin.
  offset out是require，要求达到的目标。
  请仔细体会discribe和require，就知道该如何使用这两种约束了。

只看该作者 · 2011-5-27 18:53

公式绝对错不了，是我从static timing report里复制过来的。
还有就是，这个requirement应该是就是pad to setup吧，我把global里面的pad to setup试了好几个数，这个requirement始终是和pad to setup保持一致的。
10# edacsoft