【Xilinx Vivado时序分析/约束系列7】FPGA开发时序分析/约束-FPGA单沿采样数据input delay时序约束实操
目录
问题引入
分析问题
实际工程解决
新建工程
顶层代码
编辑时序约束
生成时序报告
设置输入延迟
具体分析
Data Path：表示数据实际到达的时间
Destination Clock Path：目的时钟路径
往期系列博客
根据第六节的内容，本篇文章以实操讲解。
本次以实际工程进行（Vivado）
问题引入
FPGA管脚处时钟上升沿到达之后3ns是数据到达时间，时钟周期为10ns，如何约束input delay和察看时序报告？
分析问题
从上面的时序图结合题目可以知道，因为FPGA管脚处时钟上升沿到达之后3ns是数据到达时间，则会就说明不存在Lrmin和Lrmax，也就是不考虑PCB布线长短的问题，在FPGA clock in的上升沿到来之后的3ns，FPGA data in数据拉高到来。
实际工程解决
新建工程
基本内容和之前分析建立时间保持时间差不多，只不过在顶层文件代码中多了几路时钟、使能信号、数据等，并在最后打了两拍。
顶层代码
module top_ioddr(
input wire rx_clk,
input wire rx_ctrl,
input wire [3:0] rx_dat,
//tx
output wire tx_clk,
output wire [3:0] tx_d,
output wire tx_dv,
input wire sdrclk,
input wire [3:0] sdrdata,
input wire sdrden,
output reg tout
);
wire rst;
wire rx_clk_90;
wire rx_en;
wire [7:0] rx_data;
reg tx_en1,tx_en2;
reg [7:0] tx_data1,tx_data2;
assign rst =0;
assign rx_clk_90 = rx_clk;
/*
clk_wiz_0 clk_gen0
(
// Clock out ports
.clk_out1(rx_clk_90), // output clk_out1
// Clock in ports
.clk_in1(rx_clk)); // input clk_in1
*/
always @(posedge rx_clk_90 or posedge rst) begin
if (rst == 1'b1) begin
tx_data1 <= 'd0;
end
else if (rx_en == 1'b1) begin
tx_data1 <= rx_data+ rx_data -1;
end
end
always @(posedge rx_clk_90 or posedge rst) begin
if (rst == 1'b1) begin
tx_data2 <= 'd0;
end
else if (tx_en1 == 1'b1) begin
tx_data2 <= tx_data1+ tx_data1 -5;
end
end
always @(posedge rx_clk_90 ) begin
tx_en1 <= rx_en;
end
always @(posedge rx_clk_90 ) begin
tx_en2 <= tx_en1;
end
iddr_ctrl inst_iddr_ctrl
(
.rx_clk_90 (rx_clk_90),
.rst (rst),
.rx_dat (rx_dat),
.rx_ctrl (rx_ctrl),
.rx_en (rx_en),
.rx_data (rx_data)
);
oddr_ctrl inst_oddr_ctrl
(
.sclk (rx_clk_90),
.tx_dat (tx_data2),
.tx_en (tx_en2),
.tx_c (rx_clk_90),
.tx_data (tx_d),
.tx_dv (tx_dv),
.tx_clk (tx_clk)
);
//sdr clock domain
reg [3:0] sdrdata_r1,sdrdata_r2;
reg sdrden_r1,sdrden_r2;
//打两拍
always @(posedge sdrclk ) begin
{sdrdata_r2,sdrdata_r1} <= {sdrdata_r1,sdrdata};
end
always @(posedge sdrclk ) begin
{sdrden_r2,sdrden_r1} <= {sdrden_r1,sdrden};
end
always @(posedge sdrclk) begin
if(sdrden_r2 == 1'b1) begin
tout <= (&sdrdata_r1)|(&sdrdata_r2);
end
else begin
tout <= (^sdrdata_r2);
end
end
endmodule和之前的操作类似，生成比特流文件，然后打开布线设计。
编辑时序约束
这里大部分的操作和之前建立时间和保持时间约束的操作差不多，这里不多阐述
输入的sdrclk约束设置如下图，根据题目条件周期为10ns，设置约束时钟名字和所对应的时钟保持一致，也可以自己设置，并且让他对应sdrclk。
生成时序报告
点击report timing，进行添加四个输出数据以及使能信号
设置输入延迟
按照题目要求，分别设置最大输入延时和最小输入延时，根据题目意思，最大和最小是一致的，都是3ns
延时值相对于时钟沿：rise 上升沿（和时序图保持一致）
延时值已经包含特定的时钟延时：none 无
设置为上升沿延时
此设置为最大延时量(另一个设置为最小延时量)
注：add delay information to the existing delay（no overwrite）添加延时信息到现有的延时中（不覆盖）
这个指的是如果你第一次设置为上升沿延时，第二次设置为下降沿延时，如果要想第二次的延时不对第一次的设置覆盖，这时候就需要勾选，如果只是改变延时量，这个是互不影响的，这个情况是不需要勾选的。
由于更改了输入延时，所以需要重新report timing
可以看到原来没有添加输入延时的时候，每条路径的slack（建立时间余量）都是无穷大，这是因为我们设置约束的时候，洗头膏默认帮我们设置的很大，避免报错。
在添加约束后，就可以看到slack不再是无穷大，而是有了一定的限制值。
具体分析
随意双击点开一条路径进行分析（以path 6为例）
Summary：汇总了一些信息
Data Path：表示数据实际到达的时间
input delay：这是刚刚添加的约束，输入延时3ns；
IBUF(Prop ibuf I O)
IBUF的输入到输出所经历的延时0.521ns；
net：PCB布线的延时时间0.455ns；
总共合计数据实际到达的时间为3.976ns。
Destination Clock Path：目的时钟路径
clock sdrclk rise edge：采样时钟为源时钟的一个时钟周期之后，周期为10ns；
IBUF(Prop ibuf I O)
IBUF的输入到输出所经历的延时0.319ns；
net：PCB布线延时0.640ns；
BUFG(Prop bufg I O)
BUFG的输入到输出所经历的延时0.026ns；
net：PCB布线延时0.593ns；
clock pessimism：这个参数由于没有约束，所以为0；
clock uncertainty：时钟的不确定性，这个有芯片自身决定。
总共合计数据所被要求到达的时间为11.523ns。
根据建立时间的余量（setup slack）的定义
建立时间余量＝数据所被要求到达的时间 - 数据实际到达的时间
可以验证输入延迟约束加上之后是符合预期的。
至此，就把通过添加输入延迟，其中建立时间余量的部分分析完毕，
在保持时间余量的操作和建立时间余量大同小异，分析方法也是近似。
往期系列博客
【Xilinx Vivado时序分析/约束系列1】FPGA开发时序分析/约束-寄存器间时序分析
【Xilinx Vivado时序分析/约束系列2】FPGA开发时序分析/约束-建立时间
【Xilinx Vivado时序分析/约束系列3】FPGA开发时序分析/约束-保持时间
【Xilinx Vivado时序分析/约束系列4】FPGA开发时序分析/约束-实验工程上手实操
【Xilinx Vivado时序分析/约束系列5】FPGA开发时序分析/约束-IO时序分析
【Xilinx Vivado时序分析/约束系列6】FPGA开发时序分析/约束-IO时序输入延时