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

從圖4可以看出在FPGA的管腳上，PCB傳播延遲與時(shí)鐘(CQ_FPGA)和數(shù)據(jù)(Q_FPGA)信號(hào)間的關(guān)系。在TimingDesigner軟件的動(dòng)態(tài)鏈接參數(shù)表中使用單獨(dú)的變量可以輕松地獲得PCB板的延時(shí)及延遲值對(duì)相關(guān)的信號(hào)的影響?，F(xiàn)在，我們可以在適當(dāng)?shù)腇PGA裝置中，為獲取時(shí)鐘而得到內(nèi)部布線延遲和確定正確的相位偏移。

FPGA設(shè)計(jì)要素

大多數(shù)的FPGA利用約束驅(qū)動(dòng)進(jìn)行布局和布線。時(shí)序約束為關(guān)鍵信號(hào)提供時(shí)序信息。TimingDesigner軟件提供獨(dú)特的時(shí)序參考圖如測(cè)量和計(jì)算變量結(jié)果，從行內(nèi)文字到文件都支持廠商特定的約束語(yǔ)法。例如，在一個(gè)FPGA約束布線中，對(duì)符合其動(dòng)態(tài)文字窗口的語(yǔ)法要求中，可以通過(guò)時(shí)序圖中為特定信號(hào)計(jì)算延遲誤差。然后，我們可以將這些語(yǔ)法通過(guò)一個(gè)文本文件導(dǎo)入到FPGA的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中，或者我們可以直接將數(shù)值復(fù)制到FPGA的約束編輯器中。

對(duì)于高速存儲(chǔ)器接口設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被放置在FPGA裝置I/O單元的附近，以盡量減少布線延時(shí)的影響。該I/O單元只有一個(gè)布線路徑為輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，因此在數(shù)據(jù)總線的每一部分都存在數(shù)據(jù)路徑延遲。FPGA的PLL也被用來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘控制，并通常有幾種可能的從輸入焊盤(pán)到捕捉寄存器的路徑。制造商通過(guò)控制特定的屬性，使PLL的特點(diǎn)包括相位偏移，相乘，或相除等因素，無(wú)論是原始示例的設(shè)計(jì)代碼或約束都可以帶入模塊。因此，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)路徑的布線和延誤必須確定，以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臅r(shí)鐘相位偏移。

圖5：TimingDesigner軟件為FPGA設(shè)計(jì)流程提供直觀的界面。

在FPGA的最初布局和布線完成后，時(shí)序報(bào)告提供數(shù)據(jù)總線中每個(gè)時(shí)序的詳細(xì)延時(shí)信息。如果有必要，可為FPGA開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的關(guān)鍵信號(hào)設(shè)定延時(shí)路徑，TimingDesigner軟件可以提取相關(guān)信息和利用圖表更新。在這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例中，我們需要輸入數(shù)據(jù)總線和相關(guān)時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)序報(bào)告。

1.導(dǎo)入布線后的時(shí)序到TimingDesigner軟件中

導(dǎo)入FPGA的時(shí)序報(bào)告信息，我們需要規(guī)劃最壞的情況從而確定在圖表(Q_FPGA)中相關(guān)的波形圖。信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范定義在同一個(gè)時(shí)序圖表中不能帶有同名的波形圖。通過(guò)規(guī)劃端口， TimingDesigner軟件可以過(guò)濾時(shí)序報(bào)告并提取有用的信息。這些規(guī)劃被存儲(chǔ)在圖表文件內(nèi)并可預(yù)先解決的布局和布線問(wèn)題。