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

下载 PDF
ID 683243
日期 4/13/2020
Public

本文档可提供新的版本。客户应 单击此处 前往查看最新版本。

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 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 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

1.1.10.1. 时间借用限制

出现在Fitter (Finalize)阶段的时间借用优化不能发出在以下寄存器上。对于这些寄存器，时间借用优化为零，Fmax Summary报告中的最大操作频率包括零时间借用：
  • 作为跨时钟传输源的任何寄存器
  • 作为set_max_skew或者set_max_delay assignment的源的任何寄存器
  • 包含一个或多个对电平敏感的锁存器的时钟域中的任何寄存器

此外，作为跨时钟传输，set_max_skew或者set_max_delay constraint的目标的寄存器没有针对这些传输进行优化的借用值(但可能仍有来自其他传输的非零借用)。

如果在关键的时序路径上有此类寄存器，那么可以通过使能Dynamic time borrowing模式可能报告更好的性能，报告所有可借用寄存器的时间借用。然后，Dynamic time borrowing模式可以提供更准确(更少悲观)的分析，但只能在.sdc中指定的一组特定时钟频率下进行 。

要查看此类寄存器的时间借用结果：

  1. 将.sdc文件的时钟频率设置成一个高于Fmax Summary报告的时钟频率。
  2. 在Timing Analyzer中复位设计并重新读取SDC文件。
  3. 运行update_timing_netlist -dynamic_borrow命令。
  4. 在Slack Summary中查看结果(Reports > Slack决定时序是否通过)。Fmax Summary报告不反映动态借用的任何收益。
注： 时间借用类似于受益的时钟偏斜技术，将时钟延迟到特定寄存器，在以输出路径为代价的情况下对输入路径提供更多时间。但是，时间借用和受益的时钟偏移具有以下重要差异：
  • 在分配设置时序裕量方面(distributing setup slack)，时间借用比时钟偏移具有更大的灵活性。偏斜通常限于固定的增量。您可以使用借用将任意数量的时序裕量(slack)(无论多小)从寄存器的一侧转移到另一侧，只要数量适合可用借用窗口。此外，借用数量是针对每个操作条件分别计算的，因此可以针对每个操作条转移最佳数量的时序裕量。这种类型的转移是无法通过偏斜实现的。
  • 您可以使用受益的时钟偏斜来增加时钟偏斜寄存器的输出路径上的Hold slack。时间借用不具有此优点。
二级标题