基于quartus的高级时序分析

基于quartus的高级时序分析

一、派生时钟和异步存储器

派生时钟就是和独立时钟存在频率或者相位关系的时钟，异步存储器就是具有存储读写异步功能的存储器。在时序分析中，这两个部分的静态时序分析是需要设置个别约束的。派生时钟会产生时钟偏斜或者不同频率时序问题，异步存储器则类似latch，存在建立时间和保持时间的要求。

二、多时钟域约束

分别对独立时钟和衍生时钟做时序约束，保证其能够进行STA分析

三、多周期约束

（1）多周期约束定义

一般的时钟约束都是基于一个时钟周期的，以一个周期的边沿为数据变化条件。对于某些特殊的路径，可以以多个周期为触发条件，以便达到提高建立时间和调节保持时间的目的。具体到RTL层次上就是用一个技术信号控制时钟边沿是否读取数据。

（2）多周期约束方法

多周期约束需要设置的参数有两个：multicycle和multicycle hold；第一个是多少个时钟周期触发一次，直接对应建立时间，第二个是多少个周期保持不变。具体的方法还是在实际设计中操作。

（3）时钟使能

对于时钟使能信号，可以通过多周期约束模拟信号的触发间隔，可以提高静态时序的精确性。

（4）多周期约束的条件

多周期约束应当保证数据延时在保持时间和建立时间之间，这样才能满足时序约束。

（5）具体问题处理

1️⃣同频偏置信号

2️⃣高频信号到低频信号（存在倍频关系）

3️⃣低频信号到高频信号（存在倍频关系）

四、伪路径的剪除

1️⃣cut off foodback from I/O pins

去除双向IO的伪路径（从输入寄存器到输出寄存器）

2️⃣cut clear and preset paths

切除异步复位和置位端路径

3️⃣cut off read during write signals paths

不分析ESB（嵌入式系统块）路径

4️⃣cut paths between unrelated clocks

非相关时钟会被减除，需要和系统时钟建立关系约束

5️⃣cut timing path

手动去除路径分析

五、保持时间的修正

（1）使用多周期约束（2）减小偏斜skew（3）增加数据延时

时序约束的目标就是在预设时钟周期下，完成所有路径的建立时间和保持时间的成立等式。

六、异步时钟域中的分析

在静态时序分析时需要减除异步时钟域，使用伪路径实现两个时钟域的各自静态时序分析。一般的跨时钟域的通行采用握手信号的形式，具体的内容可以参考另外一篇笔记FPGA中的时钟域问题。

七、quartus中的最小化时序分析

quartsu中的时序分析报告默认在最差的情况下的时序分析，高温、低工艺、低压的状态下。也可以通过设置完成最小化时序分析（也就是最佳状况下的分析），注意会刷新原来的一般时序报告。约束方法就是在timing setting中设置好最小化的tsu、th和tpd，然后在tcl中输入 quartus_tan --min <project name>就可以实现最小化时序分析。

八、quartus中的TCL工具

quartus中支持TCL脚本语言，可以实现所有时序约束的操作。

九、TimeQuest简介

TimeQuest是quartus中的时序分析工具，能够分析不断发展的器件，相较于原先的tan，可以更好地完成静态时序分析。