Intel® Quartus® Prime Standard Edition用户指南: Timing Analyzer

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ID 683068
日期 9/24/2018
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文档目录
文档目录 x
1. 时序分析介绍 2. 使用 Intel® Quartus® Prime Timing Analyzer A. Intel® Quartus® Prime Standard Edition用户指南
1. 时序分析介绍 x
1.1. 时序分析基本概念 1.2. 文档修订历史
1.1. 时序分析基本概念 x
1.1.1. 时序路径和时钟分析 1.1.2. 时钟设置分析 1.1.3. 时钟保持分析 1.1.4. 恢复和移除分析(Recovery and removal analysis) 1.1.5. 多周期路径分析 1.1.6. 亚稳性分析(Metastability Analysis) 1.1.7. Timing Pessimism(时序悲观) 1.1.8. 时钟数据分析(Clock-As-Data Analysis) 1.1.9. 多角分析(Multicorner Analysis)
1.1.1. 时序路径和时钟分析 x
1.1.1.1. 时间网表 1.1.1.2. 时序路径 1.1.1.3. 数据和时钟到达时间 1.1.1.4. 启动沿和锁存沿(Launch and Latch Edges)
1.1.5. 多周期路径分析 x
1.1.5.1. 多周期时钟保持 1.1.5.2. 多周期时钟设置
2. 使用 Intel® Quartus® Prime Timing Analyzer x
2.1. Intel® Arria® 10器件的增强时序分析 2.2. 基本时序分析流程 2.3. 使用时序约束 2.4. Timing Analyzer Tcl命令 2.5. 导入编译结果的时序分析 2.6. 使用 Intel® Quartus® Prime Timing Analyzer文档修订历史
2.2. 基本时序分析流程 x
2.2.1. 第1步：打开一个工程并运行Fitter 2.2.2. 第2步：指定时序约束 2.2.3. 第3步：指定通用的Timing Analyzer设置 2.2.4. 第4步：运行时序分析 2.2.5. 第5步：分析时序分析结果
2.2.5. 第5步：分析时序分析结果 x
2.2.5.1. 时序报告命令 2.2.5.2. 设置操作条件 2.2.5.3. Fmax汇总报告(Fmax Summary Report) 2.2.5.4. Report Timing命令 2.2.5.5. 将约束与时序报告相关联 2.2.5.6. 在其他工具中定位时序路径
2.3. 使用时序约束 x
2.3.1. 建议的初始SDC约束 2.3.2. SDC文件优先级 2.3.3. 迭代约束修改(Iterative Constraint Modification) 2.3.4. 创建时钟和时钟约束 2.3.5. 创建I/O约束 2.3.6. 创建延迟和偏移约束(Creating Delay and Skew Constraints) 2.3.7. 创建时序异常(Creating Timing Exceptions) 2.3.8. 示例电路和SDC文件
2.3.1. 建议的初始SDC约束 x
2.3.1.1. Create Clock (create_clock) 2.3.1.2. Derive PLL Clocks (derive_pll_clocks) 2.3.1.3. Derive Clock Uncertainty (derive_clock_uncertainty) 2.3.1.4. Set Clock Groups (set_clock_groups)
2.3.4. 创建时钟和时钟约束 x
2.3.4.1. 创建基本时钟 2.3.4.2. 创建虚拟时钟 2.3.4.3. Creating Generated Clocks (create_generated_clock) 2.3.4.4. Deriving PLL Clocks 2.3.4.5. 创建时钟组(set_clock_groups) 2.3.4.6. 时钟效应特性的考量
2.3.4.1. 创建基本时钟 x
2.3.4.1.1. 自动时钟检测和约束创建
2.3.4.2. 创建虚拟时钟 x
2.3.4.2.1. 指定I/O接口不确定性 2.3.4.2.2. I/O接口时钟不确定性示例
2.3.4.3. Creating Generated Clocks (create_generated_clock) x
2.3.4.3.1. 时钟分频器示例(-divide_by) 2.3.4.3.2. 时钟多路复用器示例
2.3.4.5. 创建时钟组(set_clock_groups) x
2.3.4.5.1. 独占时钟组(Exclusive Clock Groups (-exclusive)) 2.3.4.5.2. 异步时钟组(-asynchronous) 2.3.4.5.3. set_clock_groups约束技巧
2.3.4.6. 时钟效应特性的考量 x
2.3.4.6.1. Set Clock Latency (set_clock_latency) 2.3.4.6.2. 时钟不确定性
2.3.5. 创建I/O约束 x
2.3.5.1. 输入约束(set_input_delay) 2.3.5.2. 输出约束(set_output_delay)
2.3.6. 创建延迟和偏移约束(Creating Delay and Skew Constraints) x
2.3.6.1. 高级I/O时序和电路板走线模型延迟(Advanced I/O Timing and Board Trace Model Delay) 2.3.6.2. Maximum Skew (set_max_skew) 2.3.6.3. 网络延迟(Net Delay (set_net_delay)) 2.3.6.4. 创建时序网表
2.3.7. 创建时序异常(Creating Timing Exceptions) x
2.3.7.1. 时间约束优先级(Timing Constraint Precedence) 2.3.7.2. False Paths (set_false_path) 2.3.7.3. 最小和最大延迟 2.3.7.4. 多周期路径(Multicycle Paths) 2.3.7.5. 多周期异常示例 2.3.7.6. 延迟注释(Delay Annotation)
2.3.7.4. 多周期路径(Multicycle Paths) x
2.3.7.4.1. 常见的多周期应用 2.3.7.4.2. Relaxing Setup with Multicycle (set_multicyle_path) 2.3.7.4.3. 相移的使用(-phase)
2.3.7.5. 多周期异常示例 x
2.3.7.5.1. 默认的多周期分析 2.3.7.5.2. End Multicycle Setup = 2 and End Multicycle Hold = 0 2.3.7.5.3. End Multicycle Setup = 2 and End Multicycle Hold = 1 2.3.7.5.4. 具有目地时钟偏移的相同频率时钟 2.3.7.5.5. 目地时钟频率是源时钟频率的倍数 2.3.7.5.6. 目地时钟频率是带偏移的源时钟频率的倍数 2.3.7.5.7. 源时钟频率是目的时钟频率的倍数 2.3.7.5.8. 源时钟频率是带偏移的目的时钟频率的倍数
2.4. Timing Analyzer Tcl命令 x
2.4.1. quartus_sta可执行文件 2.4.2. 集合命令(Collection Commands) 2.4.3. 从SDC文件识别 Intel® Quartus® Prime软件可执行文件
2.4.2. 集合命令(Collection Commands) x
2.4.2.1. 通配符 2.4.2.2. 添加和删除集合项 2.4.2.3. 集合查询(Query of Collections) 2.4.2.4. 使用get_pins命令
1. 时序分析介绍
2. 使用 Intel® Quartus® Prime Timing Analyzer
A. Intel® Quartus® Prime Standard Edition用户指南

2.3.1.4. Set Clock Groups (set_clock_groups)

Set Clock Groups (set_clock_groups)约束使您能够指定设计中的哪些时钟是不相关的。默认情况下，Timing Analyzer假设所有具有公共基本(common base)或父时钟(parent clock)的时钟都相关，并且这些时钟域之间的所有传输都适用于时序分析。您可以通过切割时钟组(cutting clock groups)来排除时序分析中特定时钟域之间的传输。

相反，没有公共父时钟或基本时钟的时钟总是不相关的，但是时序分析包括这些时钟之间的传输，除非这些时钟在不同的时钟组中(或者如果它们的所有路径都被假路径约束切断)。

您可以定义时钟信号组，然后定义每个组之间的关系。您可以定义时钟信号包括在每个Group (-group)中，然后指定组是否是Logically exclusive (-logically_exclusive)，Physically exclusive (-physically_exclusive或者Asynchronous ( -asynchronous)。 

set_clock_groups -asynchronous -group {<clock1>...<clockn>} ... \
    -group {<clocka>...<clockn>}
  • -logically_exclusive—定义逻辑上独占并且同时又不活动的时钟，例如多路复用时钟。
  • -physically_exclusive—定义物理上独占并且同时又不活动的时钟。
  • -asynchronous—定义完全不相关的时钟，这些时钟具有不同的理想时钟源。标志(flag)表示时钟都在切换，但不能同步传递数据。

例如，如果在8ns时钟与10ns时钟之间存在路径，那么即使时钟完全异步，Timing Analyzer也会尝试在这些时钟之间满足2ns设置关系，除非您指定它们是不相关的。

尽管Set Clock Groups对话框只允许两个时钟组，但您也可以在.sdc文件中指定任意数量的-group {<group of clocks>}选项。如果从assignment中省略了不相关的时钟，那么Timing Analyzer会保守地执行操作，并根据与该时钟连接的所有其他域的关系对该时钟进行分析。

Timing Analyzer当前没有明确地对串扰进行分析。相反，时序模型使用额外的保护频带来解决任何潜在的串扰引起的延迟。Timing Analyzer将-asynchronous和-exclusive选项视为相同。

在单一assignment中，一个时钟不能在多个组(-group)内；但是可以有多个set_clock_groups assignments。

另一种缩短时钟之间时序的方法是使用set_false_path。要缩短sys_clk和dsp_clk之间的时序，可以使用： 

set_false_path -from [get_clocks sys_clk] -to [get_clocks dsp_clk]
set_false_path -from [get_clocks dsp_clk] -to [sys_clk]

如果只有几个时钟，这种技术是有效的，但是在大量约束下可能变得无法管理。在具有三个包含多输出的PLL的简单设计中，set_clock_groups命令可以在十行内显示哪些时钟是的相关的，而使用set_false_path命令能够使用多于50行。

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