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关于FPGA时序约束的一点总结

24不可说

2016-9-13 21:58:50 9314 寄存器接口

SDRAM数据手册有如张时序要求图。

如何使SDRAM满足时序要求？

方法1：添加时序约束。由于TPCB和时钟频率是固定的，我们可以添加时序约束，让FPGA增加寄存器延时、寄存器到管脚的延时，从而使上述满足建立时间和保持时间要求。

方法2：添加随路时钟

如上图所示，信号a是在时钟clk时钟域产生的信号。sdram_clk是与clk同源、频率相同、相位不同的时钟信号。当sdram_clk输出作为sdram的工作时钟，通过调整sdram_clk的相位就能调整时序，从而满足建立时间和保持时间的要求。

那么sdram_clk如何产生呢？可以通过PLL来产生，PLL可以保证频率相同、相位偏移量，所以该系统的结构如图：

晶振过来的fpga_clk经过PLL，产生两个时钟clk和sdram_clk，clk作为sdram接口模块的工作时钟，而sdram_clk则直接送给SDRAM，作为SDRAM的工作时钟。

以上2种方法有什么优缺点？如何取舍？

方法1是比较正规的传统方法，不用再产生时钟。但调试起来麻烦，这是由于时钟约束是比较飘渺的东西，不知道有没有起作用（也有可能自己约束错了而不知道，也有可能约束太紧而满足不了）。

方法2调试起来简单，PLL设置简单，出错可能性小。通过不断调整相位，最终肯定可以正确通信。缺点也明显，接口一多，每个都要做随路时钟就浪费了。

最近一直在做时序约束，总结一下时序约束过程。

（1）根据时序约束报告找到相关路径。看是什么原因导致的违规。违规的原因有可能是路径本身需要多周期约束，或者程序代码if嵌套太多，判断条件太长，组合逻辑乱用等。如果是代码问题，看是否能优化设计。能够通过timeQuest发现时序的不足，重新优化自己的设计，而不是一味的改变约束命令，这才是TimeQuest存在的最大意义

（2）像SDRAM，DDR，MAC核这种设计，可以通过PLL位移时钟，达到改变输入输出延时的效果

其他总结：

get_registers 对应多周期约束；

get_ports 对应时钟约束

get_nets 对应IO约束

get_clocks 对应跨时钟约束

做时序约束还是要多参考官方文档，多做一些官方的参考设计，细心，耐心优化自己的设计。做了时序约束，才发现自己原来的设计有很多不合理的地方，有些逻辑设计一定要注意。