FPGA时序约束的6种方法详细讲解

　　对自己的设计的实现方式越了解，对自己的设计的时序要求越了解，对目标器件的资源分布和结构越了解，对EDA工具执行约束的效果越了解，那么对设计的时序约束目标就会越清晰，相应地，设计的时序收敛过程就会更可控。

　　下文总结了几种进行时序约束的方法。按照从易到难的顺序排列如下：

　　0. 核心频率约束

　　这是最基本的，所以标号为0。

　　1. 核心频率约束+时序例外约束

　　时序例外约束包括FalsePath、MulticyclePath、MaxDelay、MinDelay。但这还不是最完整的时序约束。如果仅有这些约束的话，说明设计者的思路还局限在FPGA芯片内部。

　　2. 核心频率约束+时序例外约束+I/O约束

　　I/O约束包括引脚分配位置、空闲引脚驱动方式、外部走线延时（InputDelay、OutputDelay）、上下拉电阻、驱动电流强度等。加入I /O约束后的时序约束，才是完整的时序约束。FPGA作为PCB上的一个器件，是整个PCB系统时序收敛的一部分。FPGA作为PCB设计的 一部分，是需要PCB设计工程师像对待所有COTS器件一样，阅读并分析其I/O Timing Diagram的。FPGA不同于COTS器件之处在于，其I/O Timing是可以在设计后期在一定范围内调整的；虽然如此，最好还是在PCB设计前期给与充分的考虑并归入设计文档。

　　正因为FPGA的I/O Timing会在设计期间发生变化，所以准确地对其进行约束是保证设计稳定可控的重要因素。许多在FPGA重新编译后，FPGA对外部器件的操作出现不稳定的问题都有可能是由此引起的。

　　3. 核心频率约束+时序例外约束+I/O约束+Post-fit Netlist

　　引入Post-fit Netlist的过程是从一次成功的时序收敛结果开始，把特定的一组逻辑（Design Partition）在FPGA上实现的布局位置和布线结果（Netlist）固定下来，保证这一布局布线结果可以在新的编译中重现，相应地，这一组逻辑 的时序收敛结果也就得到了保证。这个部分保留上一次编译结果的过程就是Incremental Compilation，保留的网表类型和保留的程度都可以设置，而不仅仅局限于Post-fit Netlist，从而获得相应的保留力度和优化效果。由于有了EDA工具的有力支持，虽然是精确到门级的细粒度约束，设计者只须进行一系列设置操作即可， 不需要关心布局和布线的具体信息。由于精确到门级的约束内容过于繁多，在qsf文件中保存不下，得到保留的网表可以以Partial Netlist的形式输出到一个单独的文件qxp中，配和qsf文件中的粗略配置信息一起完成增量编译。