FPGA开发之时序收敛10个小技巧

1、好的代码风格
1）代码要跟器件结构相关
2）避免异步复位，异步复位同步化，全局复位局部化
3）层次的边界要加流水寄存
\quad例如：BRAM中有两级register，第一级在内部，第二级在外部slice里的寄器。不同功能模块内部的寄存器要求的速度也不一样，不同位置的寄存器速度不一样。如ILOGIC中的寄存器对setup要求最高（寄存器最慢），OLOGIC中的寄存器对setup的要求最低（寄存器最快）。Slice中的寄存器速度最快，所以经常在mem，clock模块输出端增加一个slice的register。

4）Block RAM和DRAM的选择
\quad根据应用需求适当选择

4）流水线技术是提高系统频率的一种方法

2、精准的时序约束
\quad精简而准确的约束是时序收敛的必要条件，Baseline基线方法是充分条件。

1）检查时序约束命令：
\quadcheck_timing
2）小技巧：
\quad如果约束过紧可以用以下命令：
\quadset_clock_uncertainty –setup 0.3 [get_clocks my_CLK]

3、管理高扇出网络
\quad高扇出网络几乎是限制FPGA设计实现更高性能的第一大障碍，所以需要严肃对待设计中的高扇出。

1）查找最大的扇出网络命令：
\quadReport_high_fanout_nets –load_types –max_nets 2 –timing
2）约束高扇出网络命令
\quadmax_fanout可以限定其扇出值，让工具在实现过程中复制驱动端寄存器来优化。也可以多次物理优化phys_opt_design改善扇出。

4、层次化设计结构
\quad自底向上的设计流程

5、跨时钟域路径的设计和约束
1）缺省模式下所有时钟域都是related
2）同步时钟跨时钟域
\quad拥有相同的源和确定的相位关系
3）异步时钟跨时钟域
\quad源不相同，没有确定相位关系
\quad简单的处理方式：双register（ASYNC_REG），FIFO，握手方式同步
4）常用的约束命令
\quad时钟约束

 set_multicycle_path：多时钟路径约束set_clock_groups：时钟分组，等效set_false_pathset_false_path：伪时钟路径约束

\quadCDC结构问题检查

  report_cdcmethodology_checks

\quad跨时钟域问题检查

  report_clock_interation

\quad查看时钟网络

  report_clock_networks

6、少而精的物理约束
\quad万不得已的时候不要手动布局LOC，如果要做也是对关键元件关键路径做。

7、选择恰当的策略
\quad不同的工程包含不同的设计策略：性能、功耗、面积、流程
\quad可以制订自己的策略，如：利用钩子文件，在设计前设计后调Phys_opt_design

8、共享控制信号
1）尽量整合频率相同的时钟和时钟使能信号；
2）在生成IP时选择“共享逻辑”功能，则可以在不同IP间尽可能的共享时钟资源；
3）复位
\quada) 尽量少使用复位
\quadb) 必须复位时采用同步复位
\quadc) 用高电平有效复位
\quadd) 避免异步复位
4）常用命令
\quadreport_control_sets

9、读懂日志和时序报告
1）注重critical warnings 和 errors
2）检查DRC violations
\quadmethodology_checks
\quadtiming_checks
3）设计分析报告
\quadReport_design_analysis（非常有用）用来报告关键路径上的潜在问题以及设计的拥塞程度。

10、充分发挥tcl的作用

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