原创 ISE时序约束笔记7——Path-Specific Timing Constraints

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ISE时序约束笔记7——Path-Specific Timing Constraints

时钟上升沿和下降沿之间的时序约束

         周期约束可以自动计算两个沿的的约束——包括调整非50%占空比的时钟。

         例：一个CLK时钟周期约束为10ns，能够应用5ns的约束到两个寄存器之间。

         不需要特定路径应用到这个例子中。

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相关时钟域的约束

         为一个时钟进行周期约束——以这个周期约束确定相关的时钟。

         执行工具将根据它们的关系来决定如何处理跨时钟域。

         DCM有多个输出：

                   ——确定DCM输入时钟的周期约束

                   ——执行工具将会从这个周期约束推导出其输出的约束

                   ——所有的约束将会和原始的周期约束相关

不相关时钟域的约束

         在这个例子中，周期约束不覆盖到处于两个时钟域之间的任何延时路径。——这是默认的处理方式。

         你必须添加一个约束覆盖到相关时钟域之间的路径中。——例如，频率相同，但是CLK_B有一些相位偏移。

         在两个不相关的时钟域你就必须添加一些同步电路。

         约束两个时钟域之间的路径。

         ——使用Groups by NETs选项为CLK_A和CLK_B定义groups，如果你为每个时钟添加完周期约束，这个步骤将自动完成。

         ——在这个寄存器的groups之间指定快速/慢速例外约束。

多周期路径约束

         多周期约束应用在连续几个时钟周期内寄存器不需要更新的情况。

                   ——总是至少需要一个时钟周期才更新。

                   ——通常的，这样的寄存器由时钟使能信号控制。

         一个分段计数器就是这样的一个例子。

                   ——COUT14每隔4个时钟周期才更新一次。

                   ——这些寄存器间的路径就算是多周期路径。

False 路径

         False路径选项将用于防止约束覆盖到特定路径

时序约束优先级

         从高到低为：

1.       False路径——将会覆盖任何其它的约束路径

2.       FROM THRU TO

3.       FROM TO

4.       管脚指定OFFSETs

5.       Groups OFFSETs（由寄存器或者PADS生产的groups）

6.       全局PERIOD和OFFSETs——最低优先级约束

这里特权同学提醒大家注意的是，通常类似下面这样的计数器绝对不可以归为多周期约束：

         reg[15:0] counter;

         always @ (posedge clk or negedge rst_n)

         begin

                   if(!rst_n) counter <= 16’d0;

                   else counter <= counter+1’b1;

         end

虽然我们想想似乎counter[1]也是2个clk变化一次，counter[2]也是4个clk变化一次……但是，我们想想看，如果从counter=1到counter=2没有在一个clk完成，那么肯定就会影响到counter=2到counter=3的变化，对吧？所以，这样的计数器不能算做多周期约束例外。

提纲里描述的多周期例外的计数器应该是这样一个模型：

         reg[15:0] counter;

         always @ (posedge clk or negedge rst_n)

         begin

                   if(!rst_n) counter[1:0] <= 2’d0;

                   else counter[1:0] <= counter[1:0]+1’b1;

         end

         always @ (posedge clk or negedge rst_n)

         begin

                   if(!rst_n) counter[15:2] <= 14’d0;

                   else if(counter[1:0] == 2’b11) counter[15:2] <= counter[15:2]+1’b1;

         end

         上面两个always块里的数据互不干扰，并且都正常工作，只有下一个always块检测到前一个always块里的counter[1:0]==2’b11时才进位加1。

写到这里，特权发现单从功能上来说，这两个例子是没有差别的，说白了，任何一个计数器都可以建模成后面的形式。或者说，我的问题其实没有说明白，反而被自己的例子给驳倒了。

呵呵，换个角度思考这个问题，到底什么时候是多周期例外，什么时候不是？这个其实还是要看情况的，如果你的系统实时性较高，可能会在某一特定的时钟周期用到16位计数器的计数值（如a = (counter == 16’hffff)?1b’1:1’b0; ），那么这个计数器的高位就不能算作多周期例外。而如果比如在我的一个工程里，有这样的计数器用法：cuonter[2:0]没16个clk的后8个clk需要自增加（从0到15），而高位counter[18:3]当然只有在16个clk变化一次，因为这里counter是用于作为一个地址产生器，也就是说，我的地址是每16个clk的后8个clk用到，那么这里的counter[18:3]就是一个8clk的多周期例外实例。

         说白了，还是要具体问题具体分析。