FPGA 约束：时钟不确定性推导

FPGA 约束：时钟不确定性推导

在 FPGA 设计过程中，约束是保证电路正确工作的关键。时钟约束是其中最重要的一种约束。时钟约束主要包括时钟频率、时钟偏移等内容。其中时钟不确定性是导致电路出现时序问题的主要原因之一。本文介绍如何在 Quartus II 中推导时钟不确定性。

首先，我们需要给出时钟的起始点和终止点，即 Clock Source 和 Clock Sink。Clock Source 通常为时钟源节点（如 PLL），而 Clock Sink 为时钟接收节点。以 D 触发器为例，D 触发器的时钟输入端为 Clock Sink。

接下来，我们需要计算时钟路径的总延迟。时钟路径的延迟主要由以下几个部分组成：

1. 时钟路径的物理长度；
2. 时钟缓存器的输入延迟；
3. 时钟缓存器的输出延迟；
4. 时钟网络的传输延迟。

时钟路径的物理长度可以通过 PCB 的布局图计算出来。时钟缓存器的输入延迟和输出延迟可以在 Quartus II 的 TimeQuest 中查看。时钟网络的传输延迟可以根据信号传输速度和路径长度计算得出。

然后，我们需要计算每个时钟缓存器的时钟不确定性。时钟不确定性是指时钟信号到达时钟缓存器的时间不确定性。它主要由以下几个因素决定：

1. 时钟源的抖动；
2. 时钟路径中的噪声；
3. 时钟缓存器本身的抖动。

时钟源的抖动可以通过时钟源芯片的手册查询得到。时钟路径中的噪声可以通过 PCB 的典型噪声分析得到。时钟缓存器本身的抖动可以通过手册或者测试数据得到。

最后，我们需要根据时钟不确定性计