审查时序裕量 - 2023.2 简体中文

Versal 自适应 SoC 系统集成和确认方法指南 (UG1388)

Document ID
UG1388
Release Date
2023-11-15
Version
2023.2 简体中文

有多个因素会影响建立时间裕量和保持时间裕量。您可通过审查建立时间和保持时间裕量公式来轻松识别其中每个因素,该公式采用如下简化形式:

时序裕量(建立/恢复)= 建立路径要求

- 数据路径延迟(最大值)

+ 时钟偏差

- clock uncertainty(时钟不确定性)

- 建立/恢复时间

时序裕量(保持/移除)= 保持路径要求

+ 数据路径延迟(最小值)

- 时钟偏差

- clock uncertainty(时钟不确定性)

- 保持/移除时间

为进行时序分析,时钟偏差始终按照以下方式计算:

  • 时钟偏差 = 目标时钟延迟 - 源时钟延迟(位于任何已有公共节点后)

对违例时序路径进行分析期间,必须审查每个变量的相关影响,以判定哪个变量对违例的影响最大。然后,可开始对主要影响因素进行分析,以了解哪些路径特性对其值影响最大,并尝试识别为降低其影响所需的设计或约束变更。如果无法进行设计或约束变更,那么必须对所有其他影响因素执行同样的分析(从影响最大的因素开始)。以下列表显示了典型的影响因素排序顺序(按影响从高到低排序)。

对于建立/恢复时间:

数据路径延迟
从数据路径延迟中减去时序路径要求。如果差值相当于负值时序裕量,则表明路径要求过于苛刻或者数据路径延迟过大。
数据路径延迟 + 建立/恢复时间
从数据路径延迟加建立/恢复时间之和减去时序路径要求。如果差值相当于负值时序裕量,则表明路径要求过于苛刻或者建立/恢复时间大于正常值并且对违例存在明显影响。
时钟偏差
如果时钟偏差与时序裕量具有相近的负值,并且偏差绝对值达数百 ps,那么偏差是主要的影响因素,并且您必须审查时钟拓扑结构。
时钟不确定性
如果时钟不确定性超过 100 ps,那么您必须审查时钟拓扑结构和抖动数值以了解不确定性过高的原因。

对于保持/移除时间:

时钟偏差
如果时钟偏差超过 300 ps,那么您必须审查时钟拓扑结构。
时钟不确定性
如果时钟不确定性超过 200 ps,那么您必须审查时钟拓扑结构和抖动数值以了解不确定性过高的原因。
保持/移除时间
如果保持/移除时间达数百 ps,那么您可审查原语数据手册,以确认这是否符合期望。
保持路径要求
此要求通常为 0。如果不为 0,那么必须验证时间约束是否正确。

假定所有时序约束均准确合理,那么最常见的时序违例影响因素通常是数据路径延迟(针对建立/恢复时序路径)和偏差(针对保持/移除时序路径)。在设计周期的早期阶段,可通过分析这 2 个影响因素来修复大部分时序问题。但在改进和优化设计与约束后,剩余的违例是由多种因素组合而造成的,您必须并行审查所有因素以确定需要改进哪些因素。

请访问此链接以获取 Vivado Design Suite 用户指南:设计分析与收敛技巧(UG906) 中有关时序分析概念的更多信息,并访问此链接以获取该文档中有关时序报告 (report_timing_summary/report_timing) 的信息。