Quartus时序约束与时序分析剖析教学提纲
QuartusII时序约束
03
动态时序分析的优点是准确度 高，适用于精确分析和优化电 路性能。
时序分析的步骤
01
02
03
04
建立时序模型
根据电路的逻辑功能和结 构，建立相应的时序模型 ，包括建立时间、保持时 间和时钟周期等参数。
时序约束设置
根据时序模型，设置相应 的时序约束，包括时钟源 、时钟网络、触发边沿、 建立时间和保持时间等。
时钟策略优化
选择适当的时钟策略，如多源 时钟、时钟分频等，以满足时 序要求。
参数调整
调整编译器的参数设置，如设 置更严格的时序约束或调整时
序例外等。
优化工具
Quartus II 软件
Altera（现Intel）提供的集成开发环境（IDE），包含多种时序约束 和优化的工具和功能。
逻辑合成工具
如Yosys、ABC等开源逻辑合成工具，可以用于优化设计的逻辑结构 。
时序约束的分类
建立时间（Setup Time）：指信号在时钟边沿前应该 稳定的时间。
时钟周期（Clock Period）：指时钟信号的周期性时间 间隔。
保持时间（Hold Time）：指信号在时钟边沿后应该保 持稳定的时间。
偏斜（Skew）：指时钟信号或数据信号在不同路径上 的延迟差异。
02
CATALOGUE
时序约束是数字逻辑设计和 FPGA编程中的重要概念，它确 保了电路在时序上的正确性。
时序约束的重要性
1
时序约束是确保数字电路正常工作的关键因素。
2
在FPGA设计中，如果不进行正确的时序约束， 可能会导致时序违规、数据传输错误等问题。
3
通过合理的时序约束，可以优化设计，提高电路 的工作效率，降低功耗和减小面积。
Quartus时序约束与时序分析剖析
保持时间
保持时间：在触发器的时钟信号有效沿到来以后，数据 和使能信号必须保持稳定不变的最小时间。如果保持时 间不够，数据同样不能被正确打入触发器。 tH = Clock Delay – Data Delay + MicrotH
Tips
tH (clock hold time) : The minimum length of time for which data that feeds a register via its data or enable input(s) must be retained at an input pin after the clock signal that clocks the register is asserted at the clock pin. tH = <clock to destination register delay> + <micro hold delay of destination register> - <pin to register delay> minimum tH slack = <required th> - <actual th>
设计中常用的时序概念
时钟偏斜 周期与最高频率 建立时间 保持时间 时钟到输出延时 管脚到管脚延时 Slack
时钟偏斜
时钟偏斜：指一个同源时钟到达两个不同的寄存器时钟端 的时间差别。 clock skew：The difference in the arrival time of a clock signal at two different registers, which can be caused by path length differences between two clock paths, or by using gated or rippled clocks. Clock skew is the most common cause of internal hold violations.
基于quartusii时序约束
关于quartus ii时序约束（1）2012-06-17 09:46:07| 分类：默认分类|举报|字号订阅一直以来都只是简单地理解了一下关于时序约束的内容，而工具也有默认classic的约束，加上目前的设计对时序没有很高的要求，所以就一直都没真正地自己做过一次约束，但是我知道，这部分是不可以跳过的，这部分也算是搞FPGA必须掌握的内容。
今天下午对这部分进行了初次探究，收获有如下：常用的约束有三种：1.时序约束2.区域约束3.位置约束时序约束的作用有：1.提高设计的工作频率2.获得正确的时序分析报告需要复习前面博文《FPGA学习之时序分析基础（7）》记住，堵塞原则是HDL语言的精髓，也就是说触发器是有延时作用的，虽然两个触发器使用的是同一个时钟，但是当第二个触发器接收第一帧数据的时候第一个触发器在发第二帧数据，而当第二个触发器接收第二帧数据的时候第一个触发器在发第三帧数据，依此类推，也就是说每一帧数据在两个触发器之间都有一个clk的时间前进，如果前进的时间太长，也即是系统给的时钟太快，就会出现无法满足第二个触发器setup的时间。
setup time 就是第二个触发器在接收到由第一个触发器上一个时钟发送的数据之前应空闲的时间。
公式：CLK+TCLK2-Tsu > Tclk1 + Tcd + Tdata所以系统CLK是和Tsu息息相关的，所以看时序报告的时候也是从Clock Setup‘clk’看最差路径等信息。
在FPGA设计工具中包含有4种路径：从输入端口到寄存器，从寄存器到寄存器，从寄存器到输出，从输入到输出的纯组合逻辑。
通常，需要对这几种路径分别进行约束，以便使设计工具能够得到最优化的结果。
下面对这几种路径分别进行讨论。
1. 从输入端口到寄存器：这种路径的约束是为了让FPGA设计工具能够尽可能的优化从输入端口到第一级寄存器之间的路径延迟，使其能够保证系统时钟可靠的采到从外部芯片到FPGA的信号。
quartus i2c时序约束
quartus i2c时序约束
I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种常见的串行通信协议，用于在数字集成电路（IC）之间进行通信。
在Quartus软件中，对
于I2C通信时序的约束，需要考虑到I2C总线的时钟频率、数据传
输的时序要求以及外部器件的特性等方面。
首先，我们需要考虑I2C总线的时钟频率。
根据I2C标准，标
准模式下的时钟频率为100 kHz，快速模式下的时钟频率为400 kHz，高速模式可达到3.4 MHz。
在Quartus中，我们需要根据所使用的
I2C设备的时钟频率要求来约束I2C时钟的频率，以确保通信的稳
定性和可靠性。
其次，对于I2C通信的时序要求，需要考虑起始条件、数据传
输和停止条件的时序约束。
起始条件包括START信号的保持时间和
起始条件到第一个数据位的延迟时间；数据传输包括时钟脉冲的高
电平和低电平时间、数据线上数据稳定的时间等；停止条件包括STOP信号的保持时间和停止条件到下一个START条件的延迟时间。
这些时序约束需要根据I2C设备的规格书和Quartus支持的约束语
法来进行设置。
此外，还需要考虑外部器件的特性，例如I2C设备的上升沿和下降沿的时序要求、数据线的负载能力等。
这些特性也需要在Quartus中进行时序约束的设置，以确保I2C通信的稳定性和可靠性。
总的来说，针对I2C通信时序的约束，在Quartus中需要考虑时钟频率、起始条件、数据传输、停止条件以及外部器件的特性等多个方面，通过合理的约束设置来保证I2C通信的正常进行。
希望这些信息能够对你有所帮助。
QuartusII时序约束方法演示文稿
Slack SDC terminology
第八页，8 共222页。
Async Path
PRE
D
Q
Data Path
PRE
D
Q
CLR
Clock Paths
CLR
Async Path
Three types of Paths:
1. Clock Paths
2. Data Path
Q CLR
μTsu/μTh
Tclk2
Latch Edge
Clock Arrival Time = latch edge + Tclk2
第十四页144，共222页。
Data Required Time - Setup
Time signal must arrive at destination register to be properly sampled
Constrains Registered Output Path (Max. tco)
CLK
Altera Device tco
B
PCB Delay
External Device tsu
CLK
Output Maximum
tco
Delay
tcoB ≤ tCLK - Output Maximum Delay
Data Required Time - Hold
Earliest time signal can arrive at destination register and not interfere with data sampled on previous clock edge
使用Quartus II Timequest时序分析器约束分析设计PPT精选文档
© 2009 Altera Corporation Altera, Stratix, Arria, Cyclone, MAX, HardCopy, Nios, Quartus, and MegaCore are trademarks of Altera Corporation 8
Perform full compilation (run Fitter)
Verify timing in TimeQuest TA
© 2009 Altera Corporation Altera, Stratix, Arria, Cyclone, MAX, HardCopy, Nios, Quartus, and MegaCore are trademarks of Altera Corporation 9
Basic Steps to Using TimeQuest TA
1. Generate timing netlist 2. Enter SDC constraints
a. Create and/or read in SDC file (recommended method)
or
b. Constrain design directly in console
Using TimeQuest TA in Quartus II Flow
Synthesize Quartus II project
Use TimeQuest TA to specify timing requirements
Enable TimeQuest TA in Quartus II project
时序分析与时序约束
时序分析与时序约束（基于TimeQuest Timing Analyzer）一、基础篇：常用的约束（Assignment/Constraints）分类：时序约束、区域与位置约束和其他约束。
主要用途：1、时序约束：规范设计的时序行为，表达设计者期望满足的时序条件，指导综合和布局不同阶段的优化算法等。
简而言之就是规范和指导的作用。
倘若合适的话，它在综合、影射、布局布线的整个流程中都会起指导作用，综合器，布线器都会按照你的约束尽量去努力实现，并在静态时序分析报告中给出结果。
2、区域与位置约束：指定芯片I/O引脚位置以及指导实现工具在芯片中特定的物理区域进行布局布线。
3、其他约束：主要作用：1、提高设计的工作频率：通过附加时序约束可以控制逻辑的综合、映射、布局和布线，以减少逻辑和布线的延时。
其实，综合后的结果只是给出你的设计一个大概的速度范围，布线后的速度比综合后给出的结果要低，这是因为综合后只有器件的延时，而布线后除了器件的延时还要加上布线上的延时。
至于低多少就看设计者的约束能不能很好的指导布线器进行优化了。
2、获得正确的时序分析报告:在QuartusII 中，内嵌的是静态时序分析工具（STA, Static Timing Analysis）,他的作用就是设计进行评估，只有在正确的输入时序约束的情况下，才能得到可靠的报告。
同时也是做FPGA设计时是必须的一个步骤，事实上大家一般都已经做了这一步，我们在FPGA加约束、综合、布局布线后，会生成时序分析报告，设计人员会检查时序报告、根据工具的提示找出不满足setup/hold time的路径，以及不符合约束的路径，这个过程就是STA。
此外，STA是相对于动态时序仿真而言的，它通过对每个时序路径的延时分析，计算出最高的设计频率（fmax），发现时序违规（Timing Violation）。
注意：静态时序分析仅仅聚焦于设计时序性能的分析，而不会涉及逻辑性能。
在STA中主要分析的路径有：时钟路径，异步路径，数据路径。
集成电路设计中的时序约束分析
集成电路设计中的时序约束分析随着科技的不断发展，集成电路在许多领域得到广泛应用。
集成电路设计中的时序约束分析是保证电路正确运行的关键之一。
本文将从什么是时序约束，时序约束的分析方法和时序约束优化三个方面进行阐述。
一、什么是时序约束时序约束是指在完成集成电路设计之前对其进行的规定性的要求，用来保证在实际应用中电路的正确性和性能稳定性。
这些要求包括输入和输出电平的稳定性、时钟频率和同步信号的稳定性等。
在集成电路设计中，时序约束是非常重要的，它可以保证电路的正常运行和避免潜在的故障。
此外，合理的时序约束可以帮助设计人员在尽量缩短电路设计时间的情况下实现高性能的电路。
二、时序约束的分析方法在集成电路设计中时序约束的分析包括单个时序分析和时序路由分析两种类型。
单个时序分析主要是通过分析电路中的各个信号之间的时间关系，并根据这些关系来确定电路中的时序约束。
这种方法可以帮助设计人员在保证电路稳定性的前提下尽量提高电路性能。
另外，单个时序分析还可以检测电路的故障，并对电路进行排查和修复。
时序路由分析又称为时序优化，它是在单个时序分析的基础上，通过对电路的布局和路由进行优化，进一步提高电路的性能。
时序路由分析主要是通过改变电路中的信号路径，以满足不同的时序约束要求。
三、时序约束优化在集成电路设计中，时序约束优化是提高电路性能的关键之一。
合理的时序约束优化可以最大程度地利用电路资源，提高电路的工作效率和性能，降低电路的功耗。
对于时序约束的优化，主要需要考虑以下几个方面：1、资源利用率：合理的时序约束可以充分利用电路中的资源，避免浪费，提高电路的资源利用率。
2、功耗：合理的时序约束可以降低电路的功耗，提高电路的效率。
3、可靠性：合理的时序约束可以保证电路的正常运行，并降低电路故障率。
总之，时序约束分析是集成电路设计中的重要环节，它直接影响到电路的性能和可靠性。
通过对时序约束的分析和优化，可以最大程度地利用电路资源，提高电路的性能和稳定性，同时也可以提高电路的可靠性。
quartus modelsim 时序分析 非常好 图文式 指导
一、准备工作首先需要EDA综合工具生成用于功能或时序仿真的网表文件（VHDL 为.vho，Verilog为.vo），以及使用EDA仿真工具进行时序仿真时所需要的包含时序延时信息的标准延时格式输出文件（.sdo）。
这里我们以EDA工具为ALTERA的Quartus II 9.0为例，使用Verilog DHL，讲解如何使用Quartus II 9.0生成ModelSim 6.2b时序仿真所需的.vo及.sdo文件。
这里我们先使用EDA工具对工程进行综合，综合通过后进行如下操作。
1、设置仿真工具的路径。
设置用户存放ModelSim的路径，选择菜单栏的Tools-->Options，如下图所示：在Options窗口下，选择左栏Category下的General-->EDA Tools Options，则右栏出现相应的仿真工具。
我们选择ModelSim，并设置路径（该路径为用户存放ModelSim的路径），完成后单击OK。
如下图所示：选择菜单栏的Assignments-->EDA Tools Settings，如下图所示：此时我们进入相应的状态栏，选择左栏Category下的EDA Tools Options-->Simulation，在Tool name选择ModelSim，其他Format for output netlist选择Verilog，其它使用默认参数。
完成后单击OK。
如下如所示：至此，再次进行综合，在工程路径下的simulation/modelsim将生成后仿真（也称时序仿真）所需的网表文件（.vo）及延时文件（.sdo）。
二、ModelSim进行时序仿真1、打开ModelSim，修改存放编译后库文件的位置。
选择菜单栏File-->Change Directory，如下图所示。
第一次需要编译，以后只需要调用该库文件就行，不需要重新编译（前提是使用该库支持，后面将介绍我们编译的库支持资源）。
quartus中的时序约束常用方法
quartus中的时序约束常⽤⽅法quartus中的时序约束常⽤⽅法⼀、约束操作quartus中有三种时序约束⽅法：1 Timing Setting2 Wizards/Timing Wizard3 Assignment/Assignment Editor⼀般来说，前⾯两种是全局约束，后⾯⼀种是个别约束。
先全局，后个别。
约束操作的⽬标就是得到合理的时序报告。
⼆、指定全局时序约束（1）时序驱动的编译（TDC）Fitter Setting，约束设置，可以调整时序的优先策略并⾃动提供解决⽅案。
时序编译的主要操作有：优化时序：将关键路径的节点放置地更近，降低延时，提⾼余量优化保持时间：修改布局布线，满⾜保持时间和最⼩时序要求优化IO单元寄存器放置：为了满⾜时序，⾃动将寄存器移到IO单元中。
其中优化保持时间，还可以选择优化IO路径保持时间与最⼩tPD路径的时间，或者是所有路径。
优化的⽅法就是在关键路径上添加布线延时以满⾜保持时间的要求。
（2）全局时钟设置在timing setting 中即可设置全局时钟，⽤于⼀个时钟域的全局时钟约束。
在timing requirements & options的中间位置。
（3）全局IO时序约束在全局时钟设置的上⾯就是IO的最⼩时序设置。
设置的参数包括：tSU，tCO，tPD和最⼩延时要求的tH、Min tCo、Min tPD共六个参数，具体的使⽤⽅法需要在实际的⼯程中体现。
（4）时序分析和时序报告quartus中在综合后会⾃动⽣成时序分析报告，可以通过时序分析报告查看设计的时序要求是否符合预期。
（5）时序向导（Timing Wizard）由⾃带的软件向导设置全局时钟。
三、指定个别时序约束（1）指定个别时钟要求quartus默认的时钟有两类：独⽴时钟和衍⽣时钟。
时钟域对应的是独⽴时钟，对于衍⽣时钟，则依附于对应的独⽴时钟的时序。
对两类时钟的声明也是不⼀样的，独⽴时钟需要时钟频率和占空⽐，⽽衍⽣时钟则需要相位差、频率倍数等关系约束。
电脑芯片分析中的时序约束和时钟分析
电脑芯片分析中的时序约束和时钟分析在现代电子产品中，芯片的设计和性能至关重要。
而在芯片设计过程中，时序约束和时钟分析是不可或缺的部分。
本文将详细介绍电脑芯片分析中的时序约束和时钟分析的概念和作用，并探讨其在芯片设计中的重要性。
一、时序约束的概念和作用时序约束是指对于电路的时序行为所提出的各种约束条件，用以规定芯片内部电路在不同时钟周期中的操作关系。
它是芯片设计分析的重要一环，具有以下几个作用：1. 确定芯片的最大频率：时序约束可以帮助设计人员确定芯片的最大工作频率，从而保证芯片的正常运行。
通过设置适当的时序约束，可以限制芯片内部电路的延迟和时序关系，提高芯片的工作效率和性能。
2. 验证芯片的时序正确性：时序约束可以用于验证芯片的时序正确性。
通过对芯片的时序约束进行仿真和分析，可以检测出芯片设计中可能存在的时序错误，提前进行修改和优化，避免出现设计缺陷。
3. 优化芯片的功耗和面积：时序约束可以用于优化芯片的功耗和面积。
通过合理设置时序约束，可以减少芯片内电路的冗余和无效操作，减小功耗和芯片面积，提高整个系统的效能。
二、时序约束的关键要素在时序约束中，有几个关键要素需要考虑：1. 时钟周期：时钟周期是指芯片内部电路在一个时钟周期内完成一次操作的时间。
时钟周期是芯片设计的基本单位，决定了芯片的工作速度和时序要求。
2. 延迟：延迟是指芯片内部电路从接收输入信号到输出响应所需的时间。
延迟是芯片设计中重要的指标之一，需要根据时序约束进行控制和优化。
3. 约束条件：约束条件是指对芯片内部电路工作的各种限制和要求。
常见的约束条件包括输入输出延迟、时序关系、最大工频等。
三、时钟分析的概念和作用时钟分析是对芯片内部时钟信号进行分析和优化的过程。
在芯片设计中，时钟信号起到同步和调度电路的作用，时钟分析主要包括以下几个方面：1. 时钟树分析：时钟树是指芯片中所有时钟信号的传输路径。
时钟树分析可以帮助设计人员了解芯片中时钟信号的传输效率和延迟情况，发现潜在的时钟问题，进行优化和改进。
lab14用quartus进行时序分析
Lab 141.实验目的用quartus进行时序分析，了解时序分析的最基本内容。
2.实验内容调用一个文件，进行简单的时序分析的实例，理解时序分析在文件的综合中的重要性。
3.代码分析本次试验的代码沿用上次试验的代码。
4.实验步骤打开quartus II，打开上次试验的工程。
首先将其进行全编译。
按照下图打开红色字眼处，可以看到工程在编译的时候，在不同的情况下，所执行得到的结果有所不同，而就其执行本身而言，系统在执行过程中会自动添加执行所需要的约束条件，条件宽松，则文件执行起来就比较容易，反之，则难以执行，打开如图所示的时序定时分析仪得到该分析仪后点击红色字眼处，点击新建，新建一个sdc文件：在sdc文件中，既可自己用键盘直接将所需要的时序条件添加进去，也可通过edit里面的insert constraint-creacte clock添加通过edit里面添加，我们将clock name命名为mainclk ，时序period设为20ns，targets选为CLOCK_50，然后点击ok：此时，我们讲的到如下图形的语句：同时我们还可以直接输入，从而得到如下图所示的语句输入后，我们将其保存到文件夹中此时，我们再将其进行一次全编译编译完成后，我们再继续将先前打开的地方再打开一次，我们就会发现，先前的红色字眼消失了，如下图所示：另外我们还可以查看编译时的详细编译报告，操作如下图所示：从而在此图中，我们就可以看到详细的时序分析报告了。
5.实验总结通过此次试验，可以看出每一个工程在其执行过程当中都有着许多的约束条件，这些条件在真正实施过程之中有着很重要的作用，不同的工程条件就意味着工程所能实施的范围。
6.参考文献1. 康华光主编. 电子技术基础（数字部分，第五版）.高等教育出版社2. 罗杰主编. Verilog HDL与数字ASIC设计基础. 华中科技大学出版社。
quartus的约束手册(3篇)
第1篇目录1. 引言2. 约束概述3. 约束类型1. 位置约束2. 时序约束3. 电源和接地约束4. 电压约束5. 信号完整性约束4. 约束设置5. 约束验证6. 常见问题解答7. 总结1. 引言Quartus II 是一款由 Altera 公司开发的现场可编程门阵列（FPGA）设计软件。
在进行 FPGA 设计时，约束是确保设计正确性和性能的关键因素。
本手册旨在提供关于 Quartus II 约束的全面指南，帮助用户了解如何设置和使用约束，以提高设计效率和性能。
2. 约束概述约束是描述设计要求的一系列指令，用于指导 Quartus II 综合器、布局布线器和其他工具生成正确且性能优化的硬件设计。
约束可以基于设计规格、硬件资源限制或性能要求。
3. 约束类型3.1 位置约束位置约束指定了设计中的特定信号或模块应该放置在 FPGA 的哪个位置。
这有助于优化设计性能和资源利用率。
- 固定位置约束：指定一个具体的 FPGA 坐标，将信号或模块放置在该位置。
- 区域约束：指定一个 FPGA 区域，将信号或模块放置在该区域内。
3.2 时序约束时序约束定义了设计中的关键路径延迟要求，包括时钟频率、时钟边沿、数据到达时间和数据保持时间等。
- 时钟约束：指定时钟信号的频率、相位和复位特性。
- 数据路径约束：指定数据路径的延迟要求，包括时钟到数据的传播延迟。
3.3 电源和接地约束电源和接地约束确保设计中的电源和接地网络满足性能要求。
- 电源网络约束：指定电源网络的关键特性，如电压、电流和电源完整性。
- 接地网络约束：指定接地网络的关键特性，如接地电阻和接地完整性。
3.4 电压约束电压约束确保设计中的电压满足设计规格要求。
- 电源电压约束：指定电源电压的范围。
- 电压完整性约束：指定电压波动范围。
3.5 信号完整性约束信号完整性约束确保设计中的信号满足性能要求。
- 信号完整性分析：分析信号在传输过程中的衰减、反射和串扰。
QuartusII时序约束方法
3
触发边沿不匹配解决策略
通过调整触发器的触发边沿，使触发器正常工作。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
时钟周期约束
用于指定时钟信号的周期，以 限制电路的工作频率。
偏斜约束
用于指定时钟信号的偏斜，即 时钟信号的上升沿和下降沿之
间的时间差。
02
时序约束设置
建立时序约束
建立时序约束是确保数字电路设计满足时序要求的关键步骤，它定义了设计中信号 的传输时间、时钟偏斜和时钟抖动等参数。
在Quartus II中，可以通过在原理图或Verilog/VHDL源文件中设置时序约束来控制 时序。
时序约束通常应用于输入/输出端口、内部节点和时钟信号。
约束的参数设置
01
建立时序约束需要设置一系列参 数，包括时钟周期、时钟偏斜、 时钟抖动等。
02
时钟周期是时钟信号的基本周期 ，它决定了电路的工作速度。
时钟偏斜是指时钟信号在上升沿 和下降沿的时间差，它会影响触 发器的建立时间和保持时间。
03
时钟抖动是指时钟信号的不确定 性，它会影响触发器的翻转时间
时钟树综合
对电路中的时钟网络进行综合，生成满足时序要 求的时钟树。
ABCD
时钟域划分
根据电路的功能和时钟信号的特性，将电路划分 为不同的时钟域，以便进行时序分析。
时序验证
通过仿真测试或静态时序分析，验证电路的时序 性能是否满足设计要求。
时序分析工具
Quartus II软件
Altera公司开发的FPGA设计软件，包含强 大的时序分析和约束工具，可以方便地进行 时序分析和约束。
。
04
约束的优先级
在Quartus II中，可以对不同的时序约束设置优先 级，以确保某些约束被优先考虑。
FPGAQuartus_II_时钟约束[指南]
![FPGAQuartus_II_时钟约束[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/1a1f171391c69ec3d5bbfd0a79563c1ec5dad7e8.png)
FPGA QuartusII 时钟约束时钟约束（Clock Specification）：约束所有时钟（包括你的设计中特有的时钟）对准确的时序分析结果而言是必不可少的。
Quartus II TimeQuest Timing Analyzer为各种各样的时钟配置和典型时钟提供许多SDC命令。
这个章节将介绍SDC可用的应用编程接口，以及描述指定的时钟特性。
时钟（Clocks）使用create_clock命令为任何register, port或pin进行时钟特性描述，使其具有独一的时钟特性。
例6–2展示了create_clock命令：Example 6–2. create_clock Commandcreate_clock-period <period value>[-name <clock name>][-waveform <edge list>][-add]<targets>Table 6–6. create_clock Command OptionsExample 6–3 约束时钟频率100MHz，占空比50%，0ns上升沿，5ns下降沿。
Example 6–3. 100MHz Clock Creationcreate_clock –period 10 –waveform { 0 5 } clkExample 6–4和上例相差90度的相位。
Example 6–4. 100MHz Shifted by 90 Degrees Clock Creationcreate_clock –period 10 –waveform { 2.5 7.5 } clk_sys使用create_clock命令约束时钟缺省的source Latency值为0。
Quartus II TimeQuest Timing Analyzer自动为非虚拟时钟（non-virtual clocks）计算时钟网络延时（clock’s network latency）。
02_使用Quartus II Timequest时序分析器约束分析设计
SDC File Editor = Quartus II Text Editor
Use Quartus II editor to create and/or edit SDC
SDC editing unique features (for .sdc files)
Access to GUI dialog boxes for constraint entry (Edit Insert Constraint)
TimeQuest TA performs limited analysis without timing constraints
© 2009 Altera Corporation Altera, Stratix, Arria, Cyclone, MAX, HardCopy, Nios, Quartus, and MegaCore are trademarks of Altera Corporation 11
Importance of Constraining
Timing analysis tells how a circuit WILL behave Providing timing constraints tells tools how you WANT
the design to behave
Timing Analysis Agenda TimeQuest basics Timing constraints Example
© 2009 Altera Corporation Altera, Stratix, Arria, Cyclone, MAX, HardCopy, Nios, Quartus, and MegaCore are trademarks of Altera Corporation 10
第六章-约束设计与时序分析
第六章-约束设计与时序分析第六章约束设计与时序分析§6．1 概述对于一些普通的、低速的逻辑设计来说，在经过了ISE 6设计工具的综合、优化处理之后，不用再进行时序方面的任何分析和处理基本上就可达到和满足设计要求。
然而对于高速、高性能、高密度以及多时钟信号控制的逻辑设计，仅靠ISE 6的优化处理是远远不够的，而需要对设计进行时序方面的控制和处理并进行严格的时序分析，以判定所完成的设计是否达到我们的设计要求。
通常，在进行这些设计时，对时序问题作出判断和处理的越早越好。
Xilinx针对这些高端的逻辑设计，在ISE6设计工具提供了功能完善和强大的时序分析器(Timing Analyzer)，其详细的时序报告功能方便确定高速信号的路径。
通过该工具，设计者可对设计中的时序冲突以及时序约束等进行细致的检查，找到设计中的时序瓶颈，然后通过一些特定的处理方法对时序进行调整。
这些设计和分析方式我们称为时序收敛(迭代)。
ISE6设计工具所提供的主动时序收敛(ProActive Timing Closure)技术，保证了FPGA 器件的高速设计能力，从而降低总体设计成本以及整个设计流程所花费的时间。
作为构成时序收敛技术的一部分，ISE 6工具中新的时序约束(Timing Constraints)提供了可编程逻辑设计中最全面的时序约束语言。
这些都进一步简化了高速设计和分析。
通常，对于复杂的设计，需要进行反复的时序分析和约束设计，即多次迭代，以满足设计的要求。
Xilinx推荐的设计流程如图6-1所示。
图6-1 完整的Xilinx 逻辑设计和时序收敛流程约束设计条件可以在设计文件中直接设置，也可以通过用户约束文件UCF (User Constraint File)、网表约束文件NCF (Netlist Constraint File)、物理约束文件PCF(Physical Constraints File)等形式进行设置。
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Tips
tH (clock hold time) : The minimum length of time for which data that feeds a register via its data or enable input(s) must be retained at an input pin after the clock signal that clocks the register is asserted at the clock pin.
tSU = <pin to register delay> + <micro setup delay> - <clock to destination register delay>
tSU slack = <required tsu> - <actual tsu>
保持时间
保持时间：在触发器的时钟信号有效沿到来以后，数据 和使能信号必须保持稳定不变的最小时间。如果保持时 间不够，数据同样不能被正确打入触发器。 tH = Clock Delay – Data Delay + MicrotH
静态时序分析与动态时序仿真的区别
动态时序仿真是针对给定的仿真输入信号波形，模拟设计 在器件实际工作时的功能和延时情况，给出相应的仿真输 出信号波形。它主要用于验证设计在器件实际延时情况下 的逻辑功能。由动态时序仿真报告无法得到设计的各项时 序性能指标，如最高时钟频率等。
静态时序分析则是通过分析每个时序路径的延时，计算出 设计的各项时序性能指标，如最高时钟频率、建立保持时 间等，发现时序违规。它仅仅聚焦于时序性能的分析，并 不涉及设计的逻辑功能，逻辑功能验证仍需通过仿真或其 他手段（如形式验证等）进行。静态时序分析是最常用的 分析、调试时序性能的方法和工具。
QuartusII中的时序分析报告
Timing analyzer： Timing analyzer settings：时序分析设置，包括目标器件、
时序分析报告中报告的内容、时序约束。 Timing analyzer summary：时序分析概要 Clock setup：时间建立关系 tsu：输入建立时间 th：输入保持时间 tco：时钟到输出延时 tpd：管脚到管脚延时 Minimum tpd & tco：最小tpd & tco
时钟到输出延时
时钟到输出延时：从时钟信号有效沿到数据有效的时间 间隔。 tCO = Clock Delay + MicrotCO + Data Delay
setup slack = (<setup relationship>) - (<maximum clock pin to source register delay> + <tCO of source register> + <register-to-register delay> + <tSU of destination register> <minimum clock pin to destination register delay>)
建立时间
建立时间：在触发器的时钟信号有效沿到来以前，数据 和使能信号必须保持稳定不变的最小时间。如果建立时 间不够，数据将不能在该时钟沿被正确打入触发器。 tSU = Data Delay + MicrotSU －Clock Delay
Tips
tSU (clock setup time) : The length of time for which data that feeds a register via its data or enable input(s) must be present at an input pin before the clock signal that clocks the register is asserted at the clock pin.
tH = <clock to destination register delay> + <micro hold delay of destination register> - <pin to register delay>
minimum tH slack = <required th> - <actual th>
设计中常用的时序概念
时钟偏斜 周期与最高频率 建立时间 保持时间 时钟到输出延时 管脚到管脚延时 Slack
时钟偏斜
时钟偏斜：指一个同源时钟到达两个不同的寄存器时钟端 的时间差别。
clock skew：The difference in the arrival time of a clock signal at two different registers, which can be caused by path length differences between two clock paths, or by using gated or rippled clocks. Clock skew is the most common cause of internal hold violations.
最小时钟周期与最高时钟频率
同步电路数据传输模型
最小时钟周期： tCLK = Microtco + tLOGIC + tNET + MicrotSU－ tCLK_SKEW tCLK_SKEW = tCD2 － tCD1
最高时钟频率： fmax = 1 / tCLK
Tips
同步系统的运行速度 即同步时钟的速度。同步时钟愈快， 电路处理数据的时间间隔越短，电路在单位时间处理的数 据量就愈大。
Quartus时序约束与时序分析剖 析
时序约束的主要作用
提高设计的工作频率
通过附加时序约束可以控制逻辑的综合、映射、布局和布线， 以减小逻辑和布线延时，从而提高工作频率。
获得正确的时序分析报告
QuartusII的静态时序分析（STA）工具以约束作为判断时序 是否满足设计要求的标准，因此要求ห้องสมุดไป่ตู้计者正确输入时序约 束，以便STA工具能输出正确的时序分析结果。