資料介紹
對自己的設計的實現方式越了解,對自己的設計的時序要求越了解,對目標器件的資源分布和結構越了解,對EDA工具執行約束的效果越了解,那么對設計的時序約束目標就會越清晰,相應地,設計的時序收斂過程就會更可控。
下文總結了幾種進行時序約束的方法。按照從易到難的順序排列如下:
0. 核心頻率約束
這是最基本的,所以標號為0。
1. 核心頻率約束+時序例外約束
時序例外約束包括FalsePath、MulticyclePath、MaxDelay、MinDelay。但這還不是最完整的時序約束。如果僅有這些約束的話,說明設計者的思路還局限在FPGA芯片內部。
2. 核心頻率約束+時序例外約束+I/O約束
I/O約束包括引腳分配位置、空閑引腳驅動方式、外部走線延時(InputDelay、OutputDelay)、上下拉電阻、驅動電流強度等。加入I /O約束后的時序約束,才是完整的時序約束。FPGA作為PCB上的一個器件,是整個PCB系統時序收斂的一部分。FPGA作為PCB設計的 一部分,是需要PCB設計工程師像對待所有COTS器件一樣,閱讀并分析其I/O Timing Diagram的。FPGA不同于COTS器件之處在于,其I/O Timing是可以在設計后期在一定范圍內調整的;雖然如此,最好還是在PCB設計前期給與充分的考慮并歸入設計文檔。
正因為FPGA的I/O Timing會在設計期間發生變化,所以準確地對其進行約束是保證設計穩定可控的重要因素。許多在FPGA重新編譯后,FPGA對外部器件的操作出現不穩定的問題都有可能是由此引起的。
3. 核心頻率約束+時序例外約束+I/O約束+Post-fit Netlist
引入Post-fit Netlist的過程是從一次成功的時序收斂結果開始,把特定的一組邏輯(Design Partition)在FPGA上實現的布局位置和布線結果(Netlist)固定下來,保證這一布局布線結果可以在新的編譯中重現,相應地,這一組邏輯 的時序收斂結果也就得到了保證。這個部分保留上一次編譯結果的過程就是Incremental Compilation,保留的網表類型和保留的程度都可以設置,而不僅僅局限于Post-fit Netlist,從而獲得相應的保留力度和優化效果。由于有了EDA工具的有力支持,雖然是精確到門級的細粒度約束,設計者只須進行一系列設置操作即可, 不需要關心布局和布線的具體信息。由于精確到門級的約束內容過于繁多,在qsf文件中保存不下,得到保留的網表可以以Partial Netlist的形式輸出到一個單獨的文件qxp中,配和qsf文件中的粗略配置信息一起完成增量編譯。
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