MicroZed開(kāi)發(fā)板筆記，第72部分：多周期約束

By Adam Taylor

在最近的幾篇博客中，我們研究了基本的時(shí)序約束。那么在設(shè)計(jì)中我們現(xiàn)在應(yīng)該能定義時(shí)鐘了，并且可以創(chuàng)建和聲明它們的關(guān)系，還應(yīng)該能在時(shí)鐘和系統(tǒng)中聲明任何缺陷。作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師，我們也必須將注意力集中于，當(dāng)異常發(fā)生的時(shí)候，定義了的時(shí)鐘組會(huì)有怎樣的變化。在我們聲明這些異常之前，首先我們必須理解什么是異常。在賽靈思用戶(hù)指南 903, “Vivado 設(shè)計(jì)套件用戶(hù)指南：使用約束 ”中，時(shí)序異常的定義如下：

“當(dāng)邏輯沒(méi)有按照正確的時(shí)序進(jìn)行時(shí)，默認(rèn)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)時(shí)序異常。”

僅隔一個(gè)時(shí)鐘周期所捕獲的的結(jié)果是常見(jiàn)時(shí)序異常的例子。再舉個(gè)例子，將慢時(shí)鐘邏輯塊的數(shù)據(jù)傳送到快時(shí)鐘邏輯塊去，(反之亦然)，這里的兩個(gè)時(shí)鐘都是同步的，此時(shí)也會(huì)有時(shí)序異常的出現(xiàn)。事實(shí)上，這兩個(gè)例子都是通常被稱(chēng)之為“多周期路徑”的時(shí)序異常。

Multi-cycle paths發(fā)生在從輸入到輸出的路徑所耗費(fèi)的時(shí)間超過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期時(shí)，因而得名“多周期路徑”。聲明了一個(gè)多周期路徑會(huì)帶來(lái)更合適和限制更少的時(shí)序分析，從而允許時(shí)序引擎專(zhuān)注于產(chǎn)生更嚴(yán)格的路徑，繼而提高結(jié)果質(zhì)量。

在XDC文件中，我們可以使用這樣的XDC命令來(lái)聲明一個(gè)多周期路徑：

set_multicycle_path path_multiplier [-setup|-hold] [-start|-end] [-from ] [-to ] [-through
]

當(dāng)聲明了一個(gè)多周期路徑時(shí)，事實(shí)上我們正通過(guò)path_mutiplier這個(gè)因數(shù)來(lái)倍乘建立和保持（或者同時(shí)兩者）分析所需要的條件，比如，在上面我們列出的第一個(gè)例子中，輸出每隔兩個(gè)時(shí)鐘周期出現(xiàn)，此時(shí)建立時(shí)間的path_multiplier將會(huì)是2。

多周期路徑既可以應(yīng)用在建立時(shí)間上，又可以應(yīng)用在保持時(shí)間上，因此你可以選擇在什么地方運(yùn)用多周期路徑。

當(dāng)我們把path_multiplier用在建立時(shí)間上的時(shí)候，目的時(shí)鐘被用作時(shí)序分析。同理，當(dāng)我們把path_multiplier用在保持時(shí)間上時(shí)，源時(shí)鐘被用作時(shí)序分析。如果想分別把源時(shí)鐘和目的時(shí)鐘用在時(shí)序分析上，你可以利用-start和-end這兩個(gè)參數(shù)。它們不可以，盡管你可能會(huì)覺(jué)得，定義多周期路徑的開(kāi)始和結(jié)束。想達(dá)到上述的效果，你可以用到-from和-to這兩個(gè)參數(shù)。同時(shí)，你可以使用-through這個(gè)參數(shù)去描述多周期路徑所進(jìn)行的路徑。當(dāng)我們同時(shí)給源和目的使用相同的時(shí)鐘時(shí)，-end和-start這兩個(gè)參數(shù)的設(shè)置將不會(huì)起到作用。

當(dāng)我們聲明了一個(gè)建立乘數(shù)時(shí)，通常最好用下面的等式同時(shí)去聲明一個(gè)保持時(shí)間乘數(shù)：

Hold cycles = set-up multiplier – 1 – Hold Multiplier

下面等式所定義的保持乘數(shù)是我們可以看到上述等式含義的最簡(jiǎn)單例子，其實(shí)我們一直在遵循這個(gè)等式：

保持乘數(shù)= 建立乘數(shù) – 1 此時(shí)使用的是普通時(shí)鐘

為了展示多周期路徑的重要性，我已經(jīng)寫(xiě)了一個(gè)小例程，點(diǎn)擊這里下載。