【FPGA约束：多时钟域（九）】——多周期路径的处理

FPGA设计：多时钟域中的多周期路径约束

最新推荐文章于 2024-06-12 06:31:31 发布

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文章标签： fpga开发单片机嵌入式硬件 matlab

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本文介绍了在FPGA设计中处理多时钟域数据传输的关键——多周期路径约束。通过set_multicycle_path和set_false_path命令确保时序一致性，并通过寄存器缓存数据以避免时钟偏差导致的问题。正确处理多周期路径对于电路的正确性和稳定性至关重要。

【FPGA约束：多时钟域（九）】——多周期路径的处理

当我们设计的电路中存在多个时钟域时，就需要考虑多周期路径的约束和处理。在 FPGA 器件中，每一个时钟域都有其对应的时钟信号和时钟频率。时钟信号的边沿触发方式分为上升沿触发和下降沿触发。

在多时钟域设计中，时钟域之间的数据传输需要跨越时钟域边界，会产生多周期路径。因为不同的时钟域有可能存在时钟偏差，即两个时钟边缘到来的时间存在一定的误差。当数据在多个时钟域中传输时，就需要保证数据的正确性和时序的一致性。

在处理多周期路径时，需要使用 set_multicycle_path 命令来指定一个路径需要走多少个时钟周期才能完成数据传输。同时，也可以使用 set_false_path 命令来指定一条路径为 false path，不进行时序分析。

举例来说，如果有两个时钟域 clk1 和 clk2，其中 clk1 的时钟频率为100MHz，clk2 的时钟频率为50MHz。在这两个时钟域之间传输数据时，需要处理多周期路径。我们可以先将 clk2 的数据缓存到寄存器中，在下一次 clk1 时钟到来时才将数据从寄存器中提取出来传入 clk1 的时钟域。

我们可以使用以下代码实现上述的描述：

set_multicycle_path -setup 2 -from [get_clocks clk2] -to [get_clocks clk1]
set_multicycle_path -hold 1 -from [get_clocks clk2] -to [get_clocks clk1]
reg data_reg;
always @(posedge clk2)
    data_reg <= data_in;
alway

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