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FPGA设计之时序约束

已有 1823 次阅读| 2019-8-3 10:09 |系统分类:芯片设计| fpga, 时序约束

FPGA时序约束是FPGA设计中的一个重点，也是难点。

时序约束是什么？

时序约束用在哪些场景？

时序约束到底怎么用？

面对这些你是否一头乱麻，无从下手，望而生畏？

现有的教材大部分是介绍概念、时序分析工具和计算公式的。我们学习教材之后觉得已经完全掌握，但是当需要真正做项目的时候，你是不是有无从下手的感觉？

明德扬最看重的是实践经验，一切不能用于实践的理论都是扯淡。为此，明德扬抛开一切复杂的理论，就从工程实践的角度来讲解时序约束。

本课程基于VIVADO平台，讲述时钟约束原理、约束方法。授课方式为面授，由至简设计法创始人，暨南大学研究生导师潘文明先生主讲，总课时12个学时。

适用人群

1、在校学生

2、初入FPGA行业者

3、资深FPGA工程师仍需提高能力者

4、集成电路\IC设计和后端工程师

5、其他有学习时序约束需求的

主题	内容
FPGA时序原理	a. FPGA时序介绍 b. FPGA建立时间和保持时间概念 c. FPGA寄存器延时、组合逻辑延时等概念 d. 分析时钟频率的影响因素 e. 关键路径及解决方法 f. 流水线设计以及案例讲解
使用VIVADO进行时序分析	a. 演示Vivado新建工程 b. 演示vivado完成时序约束的过程 c. 演示从VIVADO中看时序结果
时钟约束和输入延时	a. Vivado对时钟进行约束的方法 b. 输入时钟（包括管脚直接输入、差分时钟和GT恢复时钟）、PLL等衍生时钟和用户分频时钟的约束方法 c. 虚拟时钟概念、作用和使用场合。 d. 输入延时(input delay)的概念和约束方法。 e. 系统同步、源同步中SDR、源同步中的DDR中心对齐、源同步中的DDR边沿对齐、有数据无时钟等几个场合，input delay的约束方法。重点讨论各个场合下，参数获取的方法。
输出延时和时序例外	a. 重点讲解output delay的概念 b. 讲解系统同步、源同步中SDR、源同步中的DDR中心对齐、源同步中的DDR边沿对齐、有数据无时钟等几个场合，input delay的约束方法。重点讨论各个场合下，参数获取的方法 c. 讲解使用随路时钟解决输出延时的问题。 d. 双向IO口的约束方法 e. 异步时钟的约束方法。 f. 通过案例代码，讨论亚稳态的原因、预防方法。 g. 讲解亚稳态的原则；不同场合下的亚稳态解决方法：单比特信号、多比特数据流、异步接口
时序报表解读	a. 讲解VIVADO时序分析原理，内容有：Capture Edge vs Launch Edge、Four types of timing path、timing path sections、data arrive time、clock arrive time、data required time – set up、data required time – hold、setup slack、hold slack、slack公式。 b. 通过一个工程，利用VIVADO进行约束并导出报表。 c. 讲解整个时序报表，内容包括：如何区分建立时间分析和保持时钟分析、讲解报表中路径对应关系、讲解路径延时的计算方法。
案例实践	a. SDRAM案例，分析该SDRAM项目的input delay参数计算方法和约束方法。 b. 完整工程案例。提供完整工程，讲授时序的约束的全过程。