文章目錄

• 引言
• 1、建立余量
• 2、建立時間余量的Vivado軟件分析
• 3、保持時間
• 4、保持時間余量的Vivado軟件分析

引言

在之前我的文章中，已經(jīng)寫過時序分析，但當(dāng)時僅解決了step slack的問題，為了加深進(jìn)一步的理解，隨著資料的不斷增多，現(xiàn)在，重新進(jìn)一步整理，當(dāng)然這一次整理將是干貨的歸納，并且納入IC學(xué)習(xí)路線一文中，為IC中的PT工具的時序分析先鋪墊道路。

參考文章：https://blog.csdn.net/ciscomonkey/article/details/88046646

1、建立余量

從圖中可以看出，data arrival time 的時間點和data require time的時間點，只要兩個相減，就是setup slack的值。并且需要保證slack>0.

而Fmax的值=1/（Tcycle -setup slack）

關(guān)于這個Fmax的理解：如果要讓時鐘可以快，更快，更快，顯然，setup slack的余量更加充足，更容易讓時鐘更快，如果slack足夠充足，我可以把Tsu這一段整體往前移動，移動，從而時鐘的上升沿更快的到來，然而，想一下，如果slack很小很小，你想把Tsu往前提，也提不了，所以時鐘快不起來。如果以極限來考慮，也就是說，我可以最多將Tsu提前slack這么一個長度，因此，得到Fmax的公式。

2、建立時間余量的Vivado軟件分析

在實現(xiàn)或者綜合后，點擊編輯時序約束

在進(jìn)行時序約束前，需要分配管腳，否則時序分析是沒有意義的。如下圖所示，創(chuàng)建時鐘約束。如果系統(tǒng)中使用了PLL，就沒必要設(shè)置時鐘約束，因為系統(tǒng)已經(jīng)知道了你的時鐘。

現(xiàn)在需要重新編譯。重新編譯后，在Timing summary中。

如下圖所示，最糟糕的情況下，slack還有5.906ns的余量,而所有負(fù)的salck為0，是沒有的。

WNS 代表最差負(fù)時序裕量 (Worst Negative Slack)
TNS 代表總的負(fù)時序裕量 (Total Negative Slack)(所有path-slack 加起來)，也就是負(fù)時序裕量路徑之和。

關(guān)閉窗口后，然后report timing，報告100條路徑

slack代表的余量，level代表該路徑是否有組合邏輯，比如if

雙擊某一條路徑后，可以對該條路徑顯示細(xì)節(jié)，通過點擊右鍵進(jìn)行highlight標(biāo)亮后，然后再device中查看，從而可以看到路徑

始終要根據(jù)此模型

首先通過外部的時鐘晶振，時鐘通過時鐘緩沖器buffer，進(jìn)行輸出，當(dāng)然一路時鐘（黃色）輸出給了源寄存器，另一路時鐘輸出給了目的寄存器。

然后看到，第一路時鐘給了一個觸發(fā)器，觸發(fā)器的類型是FDRE，代表同步復(fù)位，復(fù)位值為0。

然后數(shù)據(jù)線經(jīng)過了一個組合邏輯

然后數(shù)據(jù)到達(dá)目的寄存器，從而這條路徑完全符合我們的經(jīng)典兩級寄存器時序分析模型

下面來看一下計算的數(shù)據(jù)
首先是數(shù)據(jù)到達(dá)時間，表里面理出了，經(jīng)過每一條路徑的時間累加，incr代表這條線（器件）增加的時間，path代表總的累加時間，直到計算出累加的時間是3.937.

接著是數(shù)據(jù)需求時間，在詢問后，其實我覺得可這樣來理解，真正進(jìn)入寄存器的采集還需要一定延時，與建立時間之和后，可能為正，也可能為負(fù)。
最后用需求時間減去數(shù)據(jù)到達(dá)時間即可。

疑問？
為什么下圖經(jīng)過同樣的ibuf，結(jié)果會不一樣呢？
前面那個相當(dāng)于TCLK1，后面那個相當(dāng)于TCLK2
為了以最壞的角度考慮，TCLK1應(yīng)該取最大值，TCLK2應(yīng)該取最小值。所以下面的結(jié)果不一樣，是考慮的最悲觀的角度。

3、保持時間

如下圖所示，為了計算hold slack的時間，需要計算兩個點

所以hold slack與時鐘的快慢（時鐘周期）是沒有關(guān)系的。

所以看出，增加組合邏輯的延時，可以改善hold 的slack

4、保持時間余量的Vivado軟件分析

同樣是符合公式的

約束時鐘的意義在于軟件更好的優(yōu)化布局布線，所以需要綁定好管腳。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Vivado 时序分析（理论篇） 卷一的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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