FPGA各种时序问题的解决办法

 

FPGA时序问题的解决办法

问题1:快时钟域到慢时钟域出的错,

 Requirement:          0.250ns 

   Data Path Delay:      1.215ns (Levels of Logic = 1)(Component delays alone exceeds constraint) 

   Clock Path Skew:      -0.214ns (3.878 - 4.092) 

   Source Clock:         clk_160MHzPLL1 rising at 143.750ns 

   Destination Clock:    clk_125_0000MHzPLL0 rising at 144.000ns 

   Clock Uncertainty:    0.300ns 

  Slack (setup path):     -1.479ns (requirement - (data path - clock path skew + uncertainty)) 

可以对clk_125_0000MHzPLL0 rising at 144.000ns 时钟延迟1.38ns编译一次看看

Clock Path Skew:      -0.214ns (3.878 - 4.092)

编译不行的话,增加约束或是两个时钟用同一个锁相环

约束为:TIMESPEC TS_clkA_to_clkB=FORM CLK_A TO CLK_B 1.38ns

问题已经解决

问题2:同源时钟

Slack (setup path):     -1.618ns (requirement - (data path - clock path skew + uncertainty)) 

 Requirement:          6.250ns&n

### FPGA 中常见时序问题及其解决方案 #### 一、扇出问题 当单个信号驱动过多负载时,可能会导致延迟增加,从而影响整体性能。为了缓解这种情况,可以通过缓冲器来减少扇出数量,进而降低传播延迟并改善时序收敛[^5]。 #### 二、资源拥塞 如果设计中某些区域内的逻辑单元或布线资源被过度占用,则可能导致路径上的延时增大。针对这一现象,重新布局与规划模块分布有助于分散热点区域能耗;另外适当调整综合工具参数也有利于提高利用率和效率。 #### 三、逻辑级数过多 复杂的组合逻辑链路会造成较大的内部传递时间开销,不利于满足严格的建立保持要求。为此引入更多的寄存器节点形成流水线结构能够有效分割长链条为若干短片段处理,使得每一段都能更好地适应当前工作频率下的定时标准[^3]。 #### 四、跨时钟域同步失败 不同步的两个时钟之间传输数据容易引发亚稳态风险,破坏系统的稳定性。利用双端口RAM、FIFO缓存机制或是格雷编码等方式可以在一定程度上规避此类隐患的发生概率,保障信息交换的安全可靠程度[^4]。 ```verilog // Verilog 实现简单同步 FIFO (部分代码) module sync_fifo #(parameter WIDTH=8, DEPTH=16)( input wire clk, input wire rst_n, output reg full, output reg empty, ... ); // 写指针和读指针初始化 reg [$clog2(DEPTH):0] wr_ptr; reg [$clog2(DEPTH):0] rd_ptr; always @(posedge clk or negedge rst_n) begin : proc_wr_ptr if (!rst_n) wr_ptr <= 0; else if(/*写条件*/) wr_ptr <= wr_ptr + 1'b1; end // ...其他功能实现... endmodule ```
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