成功解決FPGA設(shè)計(jì)時(shí)序問(wèn)題的三大要點(diǎn)

延遲時(shí)鐘信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)中心對(duì)齊以避免各種溫度變化和其他類似的設(shè)計(jì)影響，可能會(huì)對(duì)時(shí)鐘或數(shù)據(jù)方面帶來(lái)一些影響，但不會(huì)很大，但違背了接收存儲(chǔ)器的建立或保持時(shí)序的要求。在理論上，對(duì)于大部分器件，中心對(duì)齊的時(shí)鐘邊緣將最大限度地建立和保持時(shí)序，留出足夠的安全空余。然而，除非建立的需求合適于保持的需求，時(shí)鐘信號(hào)的中心對(duì)齊將提供更多的時(shí)序空余。

理想的解決辦法是為器件的建立和保持提供一個(gè)最大的安全空余，可以通過(guò)轉(zhuǎn)化平衡空余，為二者都提供相同的安全空余。為了平衡空余，我們?yōu)榻邮掌骷_定最低的有效數(shù)據(jù)窗口，在實(shí)際有效數(shù)據(jù)窗口的中心窗內(nèi)可以給我們的存儲(chǔ)器提供設(shè)計(jì)參數(shù)。

利用接收器件最小的建立和保持時(shí)間，我們可以利用下面的公式確定最小的安全的有效數(shù)據(jù)窗口：

最小創(chuàng)建時(shí)間+最低保持時(shí)間=最低有效數(shù)據(jù)窗口

如圖3所示，在存儲(chǔ)器器件中可以看出，實(shí)際結(jié)果是在有效數(shù)據(jù)窗口中間。為了確保獲取數(shù)據(jù)，總線必須在接收器最小的有效數(shù)據(jù)窗口外的安全區(qū)域內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)時(shí)鐘與數(shù)據(jù)的關(guān)系，信號(hào)設(shè)計(jì)在任一區(qū)域內(nèi)，在獲取數(shù)據(jù)時(shí)，我們確保盡可能多的安全空余。

圖3：平衡實(shí)際有效數(shù)據(jù)窗口中的最小有效數(shù)據(jù)窗口。

實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘偏移

源同步時(shí)鐘的相位偏移將有效地改變存儲(chǔ)控制器接收寄存器的最小有效數(shù)據(jù)窗口，因此將形成平衡有效數(shù)據(jù)窗口。時(shí)鐘偏移調(diào)整是FPGA裝置中PLL器件的一個(gè)組成部分。要確定偏移的值，我們必須考慮到影響信號(hào)的布線延遲和任何外部延遲。

首先，我們使用TimingDesigner軟件通過(guò)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)表為QDR SRAM創(chuàng)造一個(gè)圖表(圖4)。我們利用此圖確定存儲(chǔ)器與有效數(shù)據(jù)窗口中的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)序的關(guān)系。目的是精確定義存儲(chǔ)器的信號(hào)關(guān)系，并在PCB到FPGA的設(shè)計(jì)中傳遞這種關(guān)系。

圖4：QDR存儲(chǔ)器讀取時(shí)序圖MT54W1MH18J。