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

1.1.8. 时钟数据分析(Clock-As-Data Analysis)

大多数FPGA设计包含任意两个节点(称为数据路径或时钟路径)之间的简单连接。

数据路径是一个同步单元的输出与另一个同步单元的输入之间的连接。

一个时钟是与同步单元的时钟管脚的连接。但是，对于更复杂的FPGA设计，例如使用源同步接口的设计，这种简化的视图是足够的。在包含诸如时钟分频器和DDR源同步输出的单元的电路中进行时钟数据(clock-as-data)分析。

输入时钟端口与输出时钟端口之间的连接可以视为时钟路径或数据路径。从端口clk_in到端口clk_out的路径既是时钟路径又是数据路径的设计。时钟路径是从端口clk_in到寄存器reg_data时钟管脚。数据路径是从端口clk_in到端口clk_out。

图 32. 简化的源同步输出

通过时钟数据(clock-as-data)分析，Timing Analyzer可根据用户约束提供更准确的路径分析。对于时钟路径分析，与锁相环(PLL)相关的任何相移都会予以考虑。对于数据路径分析，与PLL相关的任何相移都会予以考虑，而不是被忽略。

时钟数据(clock-as-data)分析也适用于内部生成的时钟分频器。在此图中，波形为逆变器反馈路径，在时序分析期间进行分析。分频寄存器的输出用于决定启动时间，寄存器的时钟端口用于决定锁存时间。

图 33. 时钟分频器(Clock Divider)
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