在FPGA 设计中,很少进行细致全面的时序约束和分析,Fmax是最常见也往往是一个设计唯一的约束。这一方面是由FPGA的特殊结构决定的,另一方面也是由于缺乏好用的工具造成的。好的时序约束可以指导布局布线工具进行权衡,获得最优的器件性能,使设计代码最大可能的反映设计者的设计意图。
花些功夫在静态时序分析上既可以保证设计质量,也可以促使设计者再认识自己的代码。这后一点,对于我们这些逻辑设计初学者来说,尤为重要。从门级(在Altera的FPGA器件中是LE 级)再认识自己的代码,可以更深入地体会语言的特点,也可以更深入地理解综合工具对语言的处理,对于设计能力的提高帮助很大。
1. 基本术语和概念
1.1 网表基本单元
· 节点(nodes)
包含了大部分基本的时序网表单元,常常代表端口、引脚和寄存器。
· 单元(cells)
Altera 器件中的基本结构单元(例如,查找表、寄存器、IO 单元、PLL、存储器块等),LE 可以看作是Cell。
· 引脚(pins)
基本结构单元cell的输入输出,这里不包括器件的物理引脚。
· 连线(nets)
两个pin之间的连线。(参考文献《timequest就一定要搞定
》中的定义与官方手册中好像略有不同,文献中定义是:同一个Cell中,从输入Pin到输出Pin经过的逻辑。特别注意:网表中连接两个相邻Cell的连线不被看作Net,被看作同一个点,等价于Cell的Pin。还要注意:虽然连接两个相邻Cell的连线不被看作Net,但是这个连线还是有其物理意义的,等价于Altera器件中一段布线逻辑,会引入一定的延迟(IC,Inter-Cell)。)
· 端口(ports)
顶层逻辑的输入输出端口。对应已经分配的器件引脚。
· 时钟(clock)
约束文件中指定的时钟,不仅指时钟输入引脚,还包括内部时钟。
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