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FPGA约束的详细介绍

2018年06月25日 09:14 次阅读

1、约束的目的

介绍FPGA约束原理,理解约束的目的为设计服务,是为了保证设计满足时序要求,指导FPGA工具进行综合和实现,约束是Vivado等工具努力实现的目标。所以首先要设计合理,才可能满足约束,约束反过来检查设计能否满足时序。主要涉及到xilinx vivado xdc约束语法,给出对应的ISE ucf 语法。另外quatus的语法和xdc几乎兼容,原理都一样。

时序约束中最基本的是时钟,时钟有抖动(jitter),偏移(skew),占空比失真(duty cycle distorTIon)三种特性。

1、抖动,分为周期抖动(cycle jitter),周期差抖动(cycle to cycle jitter)和长期抖动(long term jitter)。

2、偏移和时钟线的长度,时序单元的负载电容和个数有关。FPGA的全局时钟采用全铜工艺和树状结构,偏移非常小,可以忽略。

3、占空比失真就是高低电平不对称,会吞噬时序裕量。

FPGA约束的详细介绍

2、基本的时钟约束

最简单的情况,设计只有一个时钟。这时候需要对这个时钟的周期进行约束,(当然也可以对占空比进行约束,默认为50%)。如果不对时钟进行约束,我们就不知道自己的设计是否时序收敛。简单的说,比如系统时钟是200M的,那么周期就是5ns,也就是说信号从一个寄存器出来,经过了一系列的组合逻辑,要在下一个时钟的上升沿到来之前被目的寄存器采样到。当然考虑到,实际情况还复杂很多。

假如设计里有很多时钟,那么哪些时钟是必须要约束的呢?

首先是从端口进入FPGA的时钟。其他衍生时钟(如通过PLL或者MMCM生成的)跟它是同源时钟,工具会自动推导。然后是GT的rx_clk和tx_clk必须要约束。最后是用户自己分频产生的行波时钟(用于简单的低频应用),必须约束。

create_clock -name clk_200m -period 5 [get_ports I_clk200]

3、跨时钟域cdc约束

set_clock_groups –asynchronous -group [get_clocks -include_generated_clocks clk_1] \

-group [get_clocks -include_generated_clocks clk_2]

4、input delay

input delay和output delay都是分析的外部延时,与ISE的ucf约束FPGA内部延时恰恰相反。

5、output delay

假设周期是10ns

OFFSET = OUT 4ns AFTER clock;

set_output_delay 6 -clock [get_clocks ] [get_ports ]

通过把input output register pack到IOB中,和约束slew可以更容易满足接口时序要求。

rtl中约束

(* IOB = “true” *)

O_config_dat

xdc中约束

set_property IOB true [get_ports O_config_dat]

set_property SLEW FAST [get_ports O_config_dat]

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补充: FPGA产生基于LFSR的伪随机数

大家好,又到了每日学习的时间了,上一篇《荐读:基于FPGA 的CRC校验码生成器》文中,提到了要实现...

发表于 2018-06-13 11:21 595次阅读
补充: FPGA产生基于LFSR的伪随机数

FPGA学习系列:12. 边沿检测设计

设计背景: 在我们工程设计中,有时会需要到上升沿和下降沿这么一个说法,通过上升沿和下降沿来驱动一个电...

发表于 2018-06-13 11:20 466次阅读
FPGA学习系列:12. 边沿检测设计

荐读:基于FPGA 的CRC校验码生成器

大家好,又到了每日学习的时间了,今天我们来聊一聊基于FPGA 的CRC校验码生成器。下面咱们就来具体...

发表于 2018-06-13 11:18 527次阅读
荐读:基于FPGA 的CRC校验码生成器

Web Installer提供的各种特性及设计方...

你有没有注意到在Netflix流媒体视频播放时,有时候视频模糊,然后很快恢复到高质量? 你知道Net...

发表于 2018-06-13 09:19 505次阅读
Web Installer提供的各种特性及设计方...

FPGA定点小数的常规格式、相对于浮点小数的优势...

所谓定点小数,就是小数点固定地隐含在某一位置上的数据。由于小数点的位置是固定的,所以就没有必要储存它...

发表于 2018-06-12 19:34 474次阅读
FPGA定点小数的常规格式、相对于浮点小数的优势...

如何在SDK系统中添加新的目标配置

赛灵思SDK允许您使用远程主机中的赛灵思硬件服务器来调试远程目标设备.....

发表于 2018-06-12 09:11 703次阅读
如何在SDK系统中添加新的目标配置

如何使用 Nios II 处理器进行你中意的设计...

使用 Nios II 处理器进行设计”第二部分

发表于 2018-06-11 14:36 553次阅读
如何使用 Nios II 处理器进行你中意的设计...