時序約束實例詳解
本篇博客結合之前的內容，然后實打實的做一個約束實例，通過本實例讀者應該會實用timequest去分析相關的實例。本實例以VGA實驗為基礎，介紹如何去做時序約束。
首先VGA這種情況屬於供源時鍾情況，不明白供源時鍾的可以參看之前博客講解。首先查看ADV7123的數據手冊，查看其時序圖。如下圖所示，是建立時間和保持時間要求。
下圖是時序圖，可見t1和t2在時鍾上升沿的位置，數據在時鍾的上升沿進行采集。
對於VGA實驗來說，FPGA是發送端，ADV7123是接收端，如果傳輸的速率比較高的話，數據和時鍾上升沿的嚴格對齊就要依靠PLL產生可調相位的時鍾信號來保證，不過對於對於25MHz時鍾通過較好的時序約束和分析后，則不必動用PLL。
接下來需要產生虛擬時鍾，對於reg2reg路徑的分析，其時鍾都是FPGA內部，不用產生虛擬時鍾，但是對於pin2reg或者reg2pin這種情況，需要產生一個虛擬時鍾，作為pin端的時鍾來分析時序。如下圖中的標注所示。
所以ADV7123和FPGA進行時鍾相關的信號就是ADV7123的驅動時鍾，明白這個信號之后，需要設置其虛擬時鍾約束，如下圖所示。
由於FPGA是相對於ADV7123為輸出ADV7123所需要的信號，所以需要設置輸出延遲約束。這一部分結合上一篇博客的分析，首先需要計算FPGA到ADV7123芯片的延遲，這一部分主要是PCB上面的信號走線延時。所以需要結合PCB走線來估計延遲時間。
打開altium designer，然后查看VGA模塊的走線長度如下圖1所示，長度大約是11.589mm。
圖1 VGA模塊走線長度
在FPGA核心板（筆者設計的一款學習板）上面的lcd_dclk的走線長度如下圖2所示。長度大約是41.4mm。
圖2 核心板走線長度
根據上述的計算，所以lcd_dclk總得走線長度 = 52.989mm。
同樣的道理，數據走線長度如下圖3所示，此走線長度是VGA模塊上面的長度，長度大約在7.72~43.152mm，那么對於核心板上面的走線模塊長度如圖4所示，大概長度約為28.65 ~ 53.32mm，總的長度為36.37mm~96.472mm，根據0.17ns/25.4mm,lcd_clk走線延遲0.35ns，數據總線延遲0.24ns~0.646ns。
圖3 各信號走線延遲
圖4 核心板各信號走線延遲
若是不考慮時鍾偏移，那么進行時序分析得到的余量如圖5所示。
圖5 建立和保持余量
上述是計算完了FPGA到外部IC的延遲，但是還有時鍾偏斜沒有計算，那么需要用到set max/min delay 命令，對於lcd_dclk先估計一個范圍，如0~5ns即可，這個范圍肯定是滿足要求，但是可能會不能夠留有更多的余量。然后在將有時鍾偏移的延遲時間代入set output delay的表達式中，此處利用公式將lcd_dclk 最大延遲設為3ns，lcd_dclk最小延遲設為1ns，那么考慮時鍾偏斜的輸出最大值 = 0.646 + 0.2 -3 = -2.154ns；輸出最小值 = 0.24 - 1.5 - 1 = -2.26ns；
圖6是約束后的建立余量和保持余量，可以看到滿足時序要求，並保有很大的時序余量。
圖6 建立余量和保持余量
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