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

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ID 683243
日期 4/13/2020
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1. 时序分析介绍 2. 使用 Intel® Quartus® Prime Timing Analyzer A. Intel® Quartus® Prime Pro 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. 时序分析概述文档修订历史
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. 多角时序分析(Multicorner Timing Analysis) 1.1.10. 时间借用(Time Borrowing)
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
1.1.10. 时间借用(Time Borrowing) x
1.1.10.1. 时间借用限制 1.1.10.2. 包含锁存器的时间借用
2. 使用 Intel® Quartus® Prime Timing Analyzer x
2.1. 时序分析流程 2.2. 使用时序约束 2.3. Timing Analyzer Tcl命令 2.4. 导入编译结果的时序分析 2.5. 使用 Intel® Quartus® Prime Timing Analyzer文档修订历史 2.6. Intel® Quartus® Prime Pro Edition User Guide: Timing Analyzer Archive
2.1. 时序分析流程 x
2.1.1. 第1步：打开一个工程并运行Fitter 2.1.2. 第2步：指定时序约束 2.1.3. 第3步：指定通用的Timing Analyzer设置 2.1.4. 第4步：运行时序分析 2.1.5. 第5步：分析时序分析结果
2.1.4. 第4步：运行时序分析 x
2.1.4.1. 设置操作条件 2.1.4.2. 使能时间借用优化(Enabling Time Borrowing Optimization)
2.1.5. 第5步：分析时序分析结果 x
2.1.5.1. 时序报告命令 2.1.5.2. Fmax汇总报告(Fmax Summary Report) 2.1.5.3. Report Timing命令 2.1.5.4. 报告逻辑电平深度 2.1.5.5. 报告相邻路径(Report Neighbor Paths) 2.1.5.6. Report CDC Viewer命令 2.1.5.7. Report Custom CDC Viewer命令 2.1.5.8. 报告时间借用数据 2.1.5.9. 将约束与时序报告相关联 2.1.5.10. 从Timing Analyzer运行Design Assistant 2.1.5.11. 在其他工具中定位时序路径
2.2. 使用时序约束 x
2.2.1. 建议的初始SDC约束 2.2.2. SDC文件优先级 2.2.3. 迭代约束修改(Iterative Constraint Modification) 2.2.4. 使用实体绑定的SDC文件(Using Entity-bound SDC Files) 2.2.5. 创建时钟和时钟约束 2.2.6. 创建I/O约束 2.2.7. 创建延迟和偏移约束(Creating Delay and Skew Constraints) 2.2.8. 创建时序异常(Creating Timing Exceptions) 2.2.9. 使用Fitter过约束(Using Fitter Overconstraints) 2.2.10. 示例电路和SDC文件
2.2.1. 建议的初始SDC约束 x
2.2.1.1. Create Clock (create_clock) 2.2.1.2. Derive PLL Clocks (derive_pll_clocks) 2.2.1.3. Derive Clock Uncertainty (derive_clock_uncertainty) 2.2.1.4. Set Clock Groups (set_clock_groups)
2.2.4. 使用实体绑定的SDC文件(Using Entity-bound SDC Files) x
2.2.4.1. 实体绑定的约束范围(Entity-bound Constraint Scope) 2.2.4.2. 实体绑定的约束示例(Entity-bound Constraint Examples)
2.2.5. 创建时钟和时钟约束 x
2.2.5.1. 创建基本时钟 2.2.5.2. 创建虚拟时钟 2.2.5.3. Creating Generated Clocks (create_generated_clock) 2.2.5.4. Deriving PLL Clocks 2.2.5.5. 创建时钟组(set_clock_groups) 2.2.5.6. 时钟效应特性的考量
2.2.5.1. 创建基本时钟 x
2.2.5.1.1. 自动时钟检测和约束创建
2.2.5.2. 创建虚拟时钟 x
2.2.5.2.1. 指定I/O接口不确定性 2.2.5.2.2. I/O接口时钟不确定性示例
2.2.5.3. Creating Generated Clocks (create_generated_clock) x
2.2.5.3.1. 时钟分频器示例(-divide_by) 2.2.5.3.2. 时钟多路复用器示例
2.2.5.5. 创建时钟组(set_clock_groups) x
2.2.5.5.1. 独占时钟组(Exclusive Clock Groups (-exclusive)) 2.2.5.5.2. 异步时钟组(-asynchronous) 2.2.5.5.3. set_clock_groups约束技巧
2.2.5.6. 时钟效应特性的考量 x
2.2.5.6.1. Set Clock Latency (set_clock_latency) 2.2.5.6.2. 时钟不确定性
2.2.6. 创建I/O约束 x
2.2.6.1. 输入约束(set_input_delay) 2.2.6.2. 输出约束(set_output_delay)
2.2.7. 创建延迟和偏移约束(Creating Delay and Skew Constraints) x
2.2.7.1. 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) 2.2.7.2. Maximum Skew (set_max_skew) 2.2.7.3. 网络延迟(Net Delay (set_net_delay)) 2.2.7.4. 创建时序网表
2.2.8. 创建时序异常(Creating Timing Exceptions) x
2.2.8.1. 时序异常优先(Timing Exception Precedence) 2.2.8.2. False Paths (set_false_path) 2.2.8.3. 最小和最大延迟 2.2.8.4. 多周期路径(Multicycle Paths) 2.2.8.5. 多周期异常示例 2.2.8.6. 延迟注释(Delay Annotation) 2.2.8.7. 约束设计分区端口
2.2.8.4. 多周期路径(Multicycle Paths) x
2.2.8.4.1. 常见的多周期应用 2.2.8.4.2. Relaxing Setup with Multicycle (set_multicyle_path) 2.2.8.4.3. 相移的使用(-phase)
2.2.8.5. 多周期异常示例 x
2.2.8.5.1. 默认的多周期分析 2.2.8.5.2. End Multicycle Setup = 2 and End Multicycle Hold = 0 多周期约束 2.2.8.5.3. End Multicycle Setup = 2 and End Multicycle Hold = 1 2.2.8.5.4. 具有目地时钟偏移的相同频率时钟 2.2.8.5.5. 目地时钟频率是源时钟频率的倍数 2.2.8.5.6. 目地时钟频率是带偏移的源时钟频率的倍数 2.2.8.5.7. 源时钟频率是目的时钟频率的倍数 2.2.8.5.8. 源时钟频率是带偏移的目的时钟频率的倍数
2.3. Timing Analyzer Tcl命令 x
2.3.1. quartus_sta可执行文件 2.3.2. 集合命令(Collection Commands)
2.3.2. 集合命令(Collection Commands) x
2.3.2.1. 通配符 2.3.2.2. 添加和删除集合项 2.3.2.3. 集合查询(Query of Collections) 2.3.2.4. 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 Pro Edition用户指南

2.2.8.5.2. End Multicycle Setup = 2 and End Multicycle Hold = 0

在此示例中，结束多周期设置约束值为2，并且结束多周期保持约束值为0。

多周期约束

set_multicycle_path -from [get_clocks clk_src] -to [get_clocks clk_dst] \
    -setup -end 2
注：

Timing Analyzer不需要结束多周期保持值，因为默认结束多周期保持值为零。

在此示例中，通过将锁存沿移到下一个锁存沿，设置关系放宽(relax)一整个时钟周期。保持分析不会从默认设置更改。

以下显示了Timing Analyzer执行的分析的设置时序图。锁存沿比默认的单周期分析晚一个时钟周期。

图 84. 设置时序图
图 85. Setup Check计算

结束多周期设置约束为2的最受约束的设置关系是20 ns。

以下显示了Timing Analyzer中的设置报告，并突出显示了启动沿和锁存沿。

图 86. 设置报告(Setup Report)

由于多周期保持锁存沿和启动沿与使用默认设置的保持分析结果相同，因此本示例中的多周期保持分析等效于单周期保持分析。保持检查与设置检查有关。通常，Timing Analyzer会对每个可能的设置检查执行保持检查，而不仅仅是在最受约束的设置检查沿上执行保持检查。

图 87. 保持时序图
图 88. Hold Check计算

结束多周期设置约束值为2和结束多周期保持约束值为0的最受约束的保持关系为10 ns。

图 89. 保持报告(Hold Report)
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