前面几篇FPGA时序约束进阶篇,介绍了常用主时钟约束、衍生时钟约束、时钟分组约束的设置,接下来介绍一下常用的另外两个时序约束语法“伪路径”和“多周期路径”。
FPGA开发过程中软件的综合布线耗时很长,这块对FPGA产品开发的进度影响很大。
伪路径表示该路径实际存在,但该路径的电路功能无须考虑时序约束。
(相关资料图)
通过定义伪路径,通知vivado等FPGA开发软件无需对这些路径进行时序优化布线。
这样FPGA开发软件就会自动跳过这部分路径的优化,可以减少综合布线的优化时间。
使用伪路径命令可以有效地减少时序分析的复杂度,同时提高系统性能和可靠性。
伪路径主要应用于异步时钟或异步复位的情况下,例如:
跨时钟域异步复位逻辑异步RAM伪路径约束语法为:
set_false_path [-setup] [-hold] [-from < node_list >] [-to < node_list >] [-through < node_list >]
参数 | 定义 |
---|---|
-from | 有效的起始点,例如时钟、寄存器 |
-to | 有效的终结点 |
-through | 路径中的节点,比如引脚、端口等等. |
这里需要注意:伪路径约束是单向的,不是双向的,如果两个时钟域相互之间都有数据传输,则需要对两个方向的都做时序约束,如下所示:
set_false_path -from [get_clocks clk0] -to [get_clocks clk1]set_false_path -from [get_clocks clk1] -to [get_clocks clk0]
或者这样写也是可以的:
set_clock_groups -async -group [get_clocks clk1] -to [get_clocks clk2]
默认情况下FPGA开发软件默认每条路径都是单周期路径,即从上一个寄存器到下一个寄存器的时间默认为一个周期内可达,并按照这个约定去布线优化。
其实我们写的代码基本默认就是单周期的,时序达不到就拆分代码逻辑,拆分成多个周期完成即可,则不需要做多周期路径约束。
但有时也存在需要多周期路径,设定这个路径从起点到终点需要1个周期以上才能到达,这时就要进行多周期约束,但这部分约束也用的少。
多周期约束语法:
set_multicycle_path < num_cycles > [-setup|-hold] [-start|-end] [-from < startpoints >] [-to < endpoints >] [-through < pins|cells|nets >]
参数 | 含义 |
---|---|
num_cycles [-setup -hold] | 建立时间或保持时间的周期数 |
[-start -end] | 参数时钟选取 |
-from | 路径起点 |
-to | 路径终点 |
-through | 路径经过点 |
单时钟域下,数据经过N个周期从起点寄存器到达终点,约束如下:
set_multicycle_path N -setup -from [get_pins data0_reg/C] -to [get_pins data1_reg/D]set_multicycle_path N-1 -hold -from [get_pins data0_reg/C] -to [get_pins data1_reg/D]
本文介绍了伪路径和多周期路径的使用,但要注意的是伪路径约束不能滥用,只能用在一些异步时钟或异步复位这些对于时序要求不高的路径,对于关键路径,不能用这个约束命令,还是要从HDL代码来优化。
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