OFFSET IN 使用举例

本文将结合具体实例阐述OFFSET IN的使用方法。注意：这是我第一次写OFFSET IN约束，本文仅供参考。阅读本文前需要了解时序收敛的基本概念，OFFSET IN和Period的相关知识，可先阅读时序收敛：基本概念，OFFSET约束（OFFSET IN 和OFFSET OUT）这两篇内容。

系列目录 

    时序收敛：基本概念

    建立时间和保持时间（setup time 和 hold time）

    OFFSET约束（OFFSET IN 和OFFSET OUT）

    Clock Skew , Clock uncertainly 和 Period

    特殊约束From To

    OFFSET IN 使用举例

    Achieving Timing Closure

1. 分析

    某器件（Device）有信号RXD0-RXD15，RKLSB，RKMSB需要输入到FPGA内，同时有与数据同步的RXCLK，数据为SDR输入。如下图所示，这是一个典型的源同步输入方式，需要给出OFFSET IN约束。

 

    OFFSET IN的相关参数可以到与器件对应的Datasheet内寻找，该器件的输入满足以下关系。RXD0-RXD15，RKLSB，RKMSB在RXCLK上升沿到达前3ns有效，同时在上升沿之后保持3ns。（这一情况对应TXCLK=80MHz，TXCLK = RXCLK）

 

    综合这两点考虑，RXD0-RXD15，RKLSB，RKMSB的OFFSET IN Before 是 3ns（80MHz），同时数据的有效时间为tsu+th = 6ns（80MHz）。

2. 建立时序约束

    可以之间在UCF文件中写时序约束，也可以通过软件指定生成。这里介绍后一种方法，采用ISE开发环境，首先打开工程，点击Create Timing Constraints。

 

    由于RXD0-RXD15，RKLSB，RKMSB满足的OFFSET IN是一致的，这里先定义TIMEGRP。点击左侧Grop Constraints by Instance，出现如下界面。由于RXD0-RXD15，RKLSB，RKMSB都是输入pad，选择Input Pads，建立Time name为tlk1_rxd，选择对应的RXD0-RXD15，RKLSB，RKMSB完成即可。（注：该工程中有两个器件，这里对应tlk1_dclkin为RXCLK，tlk1_rklsb为RKLSB，tlk1_rkmsb为RKMSB，tlk1_rxd[15:0]为RXD0-RXD15.）

 

    之后选择OFFSET IN，定义OFFSET IN约束。打开界面，选择源同步，SDR方式，Clock edge为Center aligned（这个可以通过右侧的时序图确定）。点击下一步。（注，tlk1_dclkin在FPGA内部作为时钟，需要先写时序约束，这里假设频率为100MHz，占空比1：1。）

 

    之后确定相关参数，Input clock pad为tlk1_dclkin(时钟约束已经写好)，输入pad为tlk1_rxd。第1节分析结果可得在135MHz下offset in为2.5ns，数据有效时间为5ns。这里采用这一数值，填入对应方框中，确认保存即可。

3. 结果

    生成约束后，可以打开UCF文件，观察生成结果如下所示。首先是tlk1_dclkin的周期约束，同时定义了占空比为1：1。之后确定了TIMEGRP，最后指定了OFFSET IN约束。

NET "tlk1_dclkin" TNM_NET = tlk1_dclkin;

TIMESPEC TS_tlk1_dclkin = PERIOD "tlk1_dclkin" 10 ns HIGH 50%;

TIMEGRP "tlk1_rxd" = PADS("tlk1_rxd<15>") PADS("tlk1_rxd<0>") PADS("tlk1_rxd<1>") PADS("tlk1_rxd<2>") PADS("tlk1_rxd<3>") PADS("tlk1_rxd<4>") PADS("tlk1_rxd<5>") PADS("tlk1_rxd<6>") PADS("tlk1_rxd<7>") PADS("tlk1_rxd<8>") PADS("tlk1_rxd<9>") PADS("tlk1_rxd<10>") PADS("tlk1_rxd<11>") PADS("tlk1_rxd<12>") PADS("tlk1_rxd<13>") PADS("tlk1_rxd<14>") PADS("tlk1_tklsb") PADS("tlk1_tkmsb");

TIMEGRP "tlk1_rxd" OFFSET = IN 2.5 ns VALID 5 ns BEFORE "tlk1_dclkin" RISING;