关于处理FPGA输出时钟和数据的方法介绍

在FPGA的源同步的系统设计中，常常我们会碰到把随路时钟和数据一同输出的情形，如同下面的系统：

在这样的系统中，要求输出时钟o_clk和o_dat要由严格的相位对齐关系，一般是边沿对齐或者中心对齐。

那么如何才能保证上述相位对齐关系呢？

(1) 第一种做法（这样用的人不少）。

对于数据，通常用系统时钟打一拍或者不打拍，组合逻辑直接输出。

对于时钟，通常直接把FPGA内部的系统时钟赋值到IO PAD的输出管脚上。

如下所示：
assign O_CLK = sys_clk;
always@(posedge sys_clk)
o_dat= data_i;
// or assign O_dat =data_i;

这样的处理方式，需要约束文件里面通过offset out（UCF，SDC类似）约束输出时钟和数据的相位关系。

上面的处理方式其实对于FPGA不是最优选择。而且对于时钟直接赋值输出的处理方式，在某些器件上还会产生错误！更好的处理方式是下面第2中：

(2) 第二种做法

对于输出的数据，无论如何都要做到最终送到IO PAD时，是寄存器输出。这样我们可以把寄存器约束到IOPAD里面的IO LOGIC里面，保证所有数据输出延迟的一致性。

对于时钟，通过类似ODDR2的元件来产生一个时钟镜像输出：

这样的处理方式，不管是数据，还是时钟，实际上都是寄存器输出，而且都可以把它们放置到IO PAD里面，保证了时钟和所有数据相对相位关系的一致性。