UltraFast設(shè)計(jì)方法時(shí)序收斂快捷參考指南

《UltraFast 設(shè)計(jì)方法時(shí)序收斂快捷參考指南》提供了以下分步驟流程， 用于根據(jù)《UltraFast設(shè)計(jì)方法指南》（ UG949 ）中的建議快速完成時(shí)序收斂：

1初始設(shè)計(jì)檢查：在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)前審核資源利用率、邏輯層次和時(shí)序約束。

2時(shí)序基線設(shè)定：在每個(gè)實(shí)現(xiàn)步驟后檢查并解決時(shí)序違例，從而幫助布線后收斂時(shí)序。

3時(shí)序違例解決：識(shí)別建立時(shí)間違例或保持時(shí)間違例的根源，并解決時(shí)序違例。

01

初始設(shè)計(jì)檢查詳細(xì)介紹

在賽靈思器件上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，是一個(gè)自動(dòng)化程度相當(dāng)高的任務(wù)。但是，要實(shí)現(xiàn)更高的性能、解決時(shí)序或布線違例帶來的編譯問題，則是一項(xiàng)復(fù)雜且耗時(shí)的工作。僅根據(jù)簡(jiǎn)單的日志消息或由工具生成的實(shí)現(xiàn)后時(shí)序報(bào)告，可能難以明確失敗原因。因此，按步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)和編譯非常必要，其中就包括復(fù)查中間結(jié)果，以確保設(shè)計(jì)能繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)實(shí)現(xiàn)步驟。

第一步是確保所有的初始設(shè)計(jì)檢查都已經(jīng)完成。在下列層次復(fù)查檢查結(jié)果：

由定制 RTL 構(gòu)成或者由 Vivado HLS 生成的每個(gè)內(nèi)核。注意：檢查目標(biāo)時(shí)鐘頻率約束是否現(xiàn)實(shí)。

與子系統(tǒng)逐一對(duì)應(yīng)的每個(gè)主要層級(jí)，例如有多個(gè)內(nèi)核、IP 塊和連接邏輯的 Vivado IP integrator 模塊框圖。

包括所有主要功能和層級(jí)、I/O 接口、完整時(shí)鐘電路、物理約束和時(shí)序約束的完整設(shè)計(jì)。

如果設(shè)計(jì)使用布局規(guī)劃約束， 如超級(jí)邏輯區(qū)域（ SLR ）分配或分配給 Pblock 的邏輯，請(qǐng)復(fù)查每項(xiàng)物理約束的估算的資源利用率，確保符合資源利用率準(zhǔn)則。

02

時(shí)序基線設(shè)定示例

時(shí)序基線設(shè)定的目的是，通過在每個(gè)實(shí)現(xiàn)步驟后分析和解決時(shí)序問題，確保設(shè)計(jì)滿足時(shí)序要求。在編譯流程中，盡早糾正設(shè)計(jì)問題和約束問題能實(shí)現(xiàn)更高性能，并帶來更廣泛的影響。通過創(chuàng)建如下中間報(bào)告，在進(jìn)入下一步前復(fù)查并解決時(shí)序違例：

03

分析建立時(shí)間違例流程

設(shè)計(jì)性能主要由三個(gè)因素決定：一、時(shí)鐘偏差與時(shí)鐘不確定性，主要包括時(shí)鐘如何高效實(shí)現(xiàn)；二、邏輯延遲所涉及到每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)遍歷的邏輯量；三、信號(hào)線延遲或布線延遲，如Vivado 如何高效實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的布局布線。

使用時(shí)序路徑或設(shè)計(jì)分析報(bào)告內(nèi)的信息，有助于識(shí)別時(shí)序違例主要由哪些因素引發(fā)，以及確定如何迭代提升 QoR。

（提示：如果需要，可在每個(gè)步驟后打開 DCP 以生成更多報(bào)告，詳細(xì)流程請(qǐng)查看完整版指南。）

04

解決保持時(shí)間違例的方法

避免保持時(shí)間要求為正值

在使用多周期路徑約束放寬建立時(shí)間檢查時(shí)，需做到：

調(diào)整同一路徑上的保持時(shí)間檢查，以便在保持時(shí)間分析中使用相同的發(fā)送沿和捕獲沿。否則會(huì)導(dǎo)致保持時(shí)間要求（一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘周期）為正值，無法實(shí)序收斂。

指定端點(diǎn)管腳， 而不僅僅是單元或時(shí)鐘。例如， 端點(diǎn)單元REGB有三個(gè)輸入管腳：C、EN 和 D。只有 REGB/D 管腳需交由多周期路徑例外來約束（時(shí)鐘使能（EN）管腳不用），因?yàn)?EN 管腳在每個(gè)時(shí)鐘周期都會(huì)發(fā)生改變。如果將約束連接至單元而不是管腳，那么所有有效的端點(diǎn)管腳（包括 EN 管腳）都在約束的考慮范圍內(nèi)。

在布線前降低 WHS 和 THS

嚴(yán)重的估算保持時(shí)間違例會(huì)增大布線難度， 且并非總能通過route_design解決。布局后phys_opt_design 命令提供多種保持時(shí)間修復(fù)選項(xiàng)：

在時(shí)序元件之間插入反向邊緣觸發(fā)寄存器會(huì)將時(shí)序路徑分為兩條半周期路徑，從而顯著減少保持時(shí)間違例。這種最優(yōu)化只能在不劣化建立時(shí)序的情況下執(zhí)行。

插入 LUT 1 緩沖器會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)路徑延遲， 這樣即可減少保持時(shí)間違例，而不會(huì)造成建立時(shí)間違例。

責(zé)任編輯：haq