VIVADO异步时钟约束之实例演示

前言

vivado在synthesis之后，需要对工程中的时钟进行约束，其中包括异步时钟的约束。
异步时钟约束首先需要对FPGA内部的时钟非常熟悉，然后，FPGA设计中，异步时钟之间已经经过异步时钟同步化处理，异步时钟约束可以提高编译器的编译效率，同时可实现FPGA布局布线的最优化。

示例演示

synthesis完成后，打开综合设计，点击flow navigator中的report clock interaction（也可在tcl对话框中输入“report_clock_interaction -delay_type min_max -significant_digits 3 -name timing_1”命令），打开时钟交互窗口，观察FPGA设计中内部时钟之间的交互关系。如下图所示：

时钟交互报告界面中红色部分即为存在异步时钟域交互，但未进行异步时钟约束，需要根据实际情况进行异步时钟约束。
如果FPGA设计中异步时钟之间均采取了异步时钟同步化处理，可将上述标红的区域都进行异步时钟约束.
建议FPGA设计中，异步时钟域下的信号均进行异步时钟同步化处理，可有效的减少电路实现中的亚稳态情况，同时提高FPGA运行的稳定性，异步时钟同步化可参考本人博客“单bit信号跨时钟域处理及时序约束”。 （https://blog.youkuaiyun.com/aaaaaaaa585/article/details/118093422?spm=1001.2014.3001.5501）
异步时钟域之间约束可以采用set_clock_groups命令，具体语法见博客“VIVADO异步时钟域约束(groups)”
（https://blog.youkuaiyun.com/aaaaaaaa585/article/details/116067981?spm=1001.2014.3001.5501）
常用的语法为：

set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks -include_generated_clocks clock_name]

该语法下，约束clock_name的时钟以及由clock_name生成的时钟之间互为异步关系，且与设计中的其他时钟也均为异步时钟关系。
clock_name的获取，可以在TCL窗口中输入get_clocs获得；

其中每个时钟具体的信息，可以通过report_clocks命令得知。


对于产生的时钟，同一个master clock产生的时钟，可以使用-include_generated_clocks 只约束一次。
下述约束示例为结合上图中的时钟交互报告进行的时序约束：

set_clock_groups -asynchronous -group virt_clk
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks ctrl_clk25m]
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks -include_generated_clocks clk_25m]
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks -include_generated_clocks Sodimms_sys_clk_p]
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks rxoutclk_out[0]_4]
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks txoutclk_out[0]_4]
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks rxoutclk_out[0]]
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks txoutclk_out[0]]
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks rxoutclk_out[0]_8]
set_clock_groups -asynchronous -group [get_clocks txoutclk_out[0]_8]

约束后，打开时钟交互报告窗口，可以看到约束后的时钟交互报告：

可以看到异步时钟已全部约束。

上述约束语法，相比较与set_false或者不使用-include_generated_clocks选项时的约束命令会少很多，代码简洁性更好。