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 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

2.2.8.7. 约束设计分区端口

您可以对设计分区端口分配时钟定义和SDC异常。基于模块的设计和部分重配置设计流程需要使用设计分区。

Compiler将时序网表中的设计分区端口表示为具有永久名称的组合节点，Compiler无法优化这些具有永久名称的组合节点。您可以安全地将这些端口称为SDC约束中的时钟源或-through点。您还可以在report_path命令中将设计分区端口名称用作-to和-from点。

如果partition_a上的一个端口的名称为clk_divide， 那么SDC约束是： 

create_generated_clock –source clock -divide_by 2 \
     top|partition_a|clk_divide

如果partition_b上的一组端口的名称为data_input[0..7]，那么SDC约束是： 

set_multicycle_path –from top|partition_a|data_reg* \
     -through top|partition_b|data_input* 2

您可以使用多个-through语句。这使您能够指定遍历一个设计分区的输出端口和另一个下游设计分区的输入端口的路径。

将约束添加到分区端口：

  1. 在包含设计分区的设计上运行Analysis & Synthesis或者运行完整编译。
  2. 点击Tools > Netlist Viewers > RTL Viewer打开相应的分区端口。
  3. 使用与RTL Viewer相同的名称，将时钟和其他SDC约束添加到.sdc文件中。可以使用通配符来表示多个端口。
  4. 重新编译设计以应用新的定义和约束。

    除了基于模块的流程和PR流程外，此技术还有助于使用FPGA仿真ASIC。在这种类型的设计中，时钟网络通常跨越多个层次结构的分区。通常，设计人员会从网表中删除时钟分频电路，因为它们无法轻易低在Intel FPGA上仿真此电路。对于此类时钟网络，此技术使您能够在删除电路的位置定义不同版本的时钟信号。

    您必须对分区进行策略性地设计和布局，然后在这些分区上定义相应的端口。确保端口和分区与包含特殊电路的时钟网络部分重合。您可以手动编辑仿真的ASIC网表来对相应的时钟定义和时钟关系进行注释。您还可以在其他工程中使用此技术，在这些工程中，路径上任意位置都需要约束的时序或定义的时钟源。

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