FPGA時(shí)序收斂分析
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某些設(shè)計(jì)采用單個主時(shí)鐘的分割版本來處理反序列化數(shù)據(jù)。以下 VHDL 代碼(nibble_proc進(jìn)程)舉例說明了按系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的四分之一采集的數(shù)據(jù)。
看起來好像一切都已經(jīng)同步化，但是 nibble_proc 采用乘積項(xiàng) divide_by_4 對來自時(shí)鐘域sys_clk_bufg 的 nibble_wide_data 進(jìn)行采樣。由于路由延遲，divde_by_4 與 sys_clk_bufg 之間并無明確的相位關(guān)系。將 divide_by_4 轉(zhuǎn)移到 BUFG 也于事無補(bǔ)，因?yàn)榇诉M(jìn)程會產(chǎn)生路由延遲。解決方法是將 nibble_proc 保持在 sys_clk_bufg 域，并且采用 divide_by_4 作為限定符，如下所示。
時(shí)序約束的重要性
如果您希望自己的邏輯正確運(yùn)行，則必須采用正確的時(shí)序約束。如果您已經(jīng)慎重確保代碼全部同步且注冊了全部 I/O，則這些步驟可以顯著簡化時(shí)序收斂。在采用上述代碼并且假定系統(tǒng)時(shí)鐘為100MHz 時(shí)，則只需四行代碼就可以輕松完成時(shí)序約束文件，如下所示：
請注意：賽靈思 FPGA 中 I/O 注冊邏輯的建立與保持時(shí)間具有很高的固定性，在一個封裝中切勿有太大更改。但是，我們?nèi)匀徊捎盟鼈?，主要用作可確保設(shè)計(jì)符合其系統(tǒng)參數(shù)的驗(yàn)證步驟。
三步簡單操作
僅需遵循以下三步簡單操作，設(shè)計(jì)人員即可輕松實(shí)施可靠的代碼。
• 切勿讓綜合工具猜測您的預(yù)期。采用賽靈思原語對所有 I/O 引腳和關(guān)鍵邏輯進(jìn)行明確定義。確保定義 I/O 引腳的電氣特性;
• 確保邏輯 100% 同步，并且讓所有邏輯參考主時(shí)鐘域;
• 應(yīng)用時(shí)序約束確保時(shí)序收斂。
只要遵循上述三個步驟，您就能夠消除綜合與時(shí)序?qū)е碌牟町?。掃除這兩個主要障礙會讓您獲得具有 100% 可靠性的代碼。
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