某年某月某日...

有些時(shí)候在寫(xiě)完代碼之后呢，Vivado時(shí)序報(bào)紅，Timing一欄有很多時(shí)序問(wèn)題。

這種時(shí)候我們往往會(huì)想，明明用的時(shí)鐘頻率不算高，整個(gè)片子的資源用的也不算特別多，為什么會(huì)有這么多時(shí)序問(wèn)題呢？

先說(shuō)結(jié)論:

代碼習(xí)慣不好，代碼風(fēng)格太差。

時(shí)序問(wèn)題，很明顯，是跟時(shí)鐘息息相關(guān)的，對(duì)于某一個(gè)操作時(shí)鐘，一旦其頻率確定，其對(duì)于路徑之間的最小時(shí)間要求也隨之確定。

在寫(xiě)完代碼后，隨著資源使用的確定，布局布線(xiàn)的深入，則某些信號(hào)之間的路徑延遲也隨之確定，由于FPGA芯片中各個(gè)資源的原始布局都是確定的，那么對(duì)于資源的選取則至關(guān)重要，合理的資源選取將決定時(shí)序的優(yōu)劣。

資源選取來(lái)源于哪里呢，最直觀的就是代碼。

下面分情況說(shuō)明:

1，report methodology

在綜合后，就可以report methodology，查看時(shí)鐘存在的隱患，爭(zhēng)取在設(shè)計(jì)前期就解決問(wèn)題。

2，時(shí)鐘約束

約束好主時(shí)鐘對(duì)應(yīng)的周期，管腳，除了特殊情況需要進(jìn)行過(guò)約束外，一般管腳的時(shí)鐘頻率是多少就約多少。

3，跨時(shí)鐘處理

對(duì)于跨時(shí)鐘域的復(fù)位信號(hào)、單bit信號(hào)、多bit信號(hào)、數(shù)組等，使用xpm原語(yǔ)進(jìn)行處理，或者用目標(biāo)時(shí)鐘信號(hào)打幾拍

4，抓信號(hào)別跨時(shí)鐘

抓取信號(hào)時(shí)，除了set up debug外，使用ila時(shí)，別跨時(shí)鐘抓信號(hào)

5，Ram設(shè)置

Ram的設(shè)置中，最好勾選含有register的選項(xiàng)，有助于時(shí)序優(yōu)化，ram避免直接級(jí)聯(lián)，同時(shí)例化多個(gè)相同ram時(shí)對(duì)于ram輸入作防優(yōu)化處理

6，流水寄存器

一個(gè)信號(hào)用于多個(gè)狀態(tài)的控制，或者狀態(tài)機(jī)中，控制較為復(fù)雜，一個(gè)信號(hào)位寬較大，反復(fù)使用，也最好多使用幾級(jí)寄存器進(jìn)行流水，也就是常說(shuō)的，沒(méi)事多打兩拍

7，Set false path

在使用Set false path時(shí)，不到萬(wàn)不得已，不對(duì)兩個(gè)時(shí)鐘域的信號(hào)進(jìn)行整個(gè)Set false，而是只對(duì)單個(gè)信號(hào)進(jìn)行set false，哪里冒出來(lái)了，就對(duì)哪里進(jìn)行set false。

這樣就可以防止某些確實(shí)存在的時(shí)序問(wèn)題、需要改代碼來(lái)解決的時(shí)序問(wèn)題被隱藏，以免在調(diào)試的

后期，引起各種莫名其妙的問(wèn)題，且不知道怎么去查。

8，set_max_delay

善于使用set_max_delay、set_min_delay、set_multicycle_p。

9，重定時(shí)(retiming)

感興趣可去了解。

因此，在時(shí)序報(bào)紅，也就是有時(shí)序問(wèn)題時(shí)，需要從時(shí)序問(wèn)題的本質(zhì)出發(fā)，即是什么導(dǎo)致了時(shí)序問(wèn)題。比如，RAM直接級(jí)聯(lián)，判斷條件過(guò)于復(fù)雜，跨時(shí)鐘處理不合理，狀態(tài)機(jī)過(guò)于復(fù)雜，信號(hào)位寬太大，相同信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊過(guò)多等。

另外，應(yīng)盡可能少用時(shí)序例外約束，同時(shí)在使用時(shí)序例外約束時(shí)要使約束對(duì)象足夠準(zhǔn)確，這樣一方面可以避免因?yàn)閷?duì)象不匹配導(dǎo)致過(guò)多約束或遺漏約束的情形，另一方面也能有效縮短編譯時(shí)間。

總之，代碼風(fēng)格在很大程度上決定了時(shí)序性能的好壞，決定了所寫(xiě)模塊能達(dá)到的時(shí)鐘頻率上限。實(shí)現(xiàn)同樣的功能，有些人寫(xiě)的代碼處理時(shí)鐘可以到100多MHz，而有些人可以到400多MHz。

審核編輯：湯梓紅