时序例外

时序例外

今天拿到一个别人的工程，布局布线后发现有16个Critical Warning，在生成bit文件时，vivado卡死在布线步骤，说明时序是有问题的。打开综合后的时序报告，发现保持时间Slack为-18ns，而且都是保持时间违例，建立时间没有问题。通过对具体的违例线路分析，发现大部分都是异步fifo读写数据路径违例（如下图所示），最终通过set_false_path解决了问题。所以对false path进行了初步研究。

1、什么是false path

该路径没有逻辑功能（只是数据总线）；该路径不需要时序约束；该路径在时序分析的时候可以忽略不分析。

2、那些路劲可能是false path

跨时钟域信号通过寄存器打两拍保持异步信号同步的路径；

一上电只写一次的寄存器路径；

复位或测试逻辑；

异步读写双端口RAM；

3、添加false path的理由

减小布线时间：设置false path后，工具就不会在该路径进行时序检查和优化，就会将主要精力放在关键路径布局布线；

提高QOR（quality of result）：提高综合、布局布线和实现的质量。

4、添加false path的命令

set_false_path [-setup] [-hold] [-from <node_list>] [-to <node_list>] [-through <node_list>]

下面介绍了命令的几种特殊用法：

1.移除全局复位信号到所有寄存器的false path

      set_false_path -from [get_port reset] -to [all_registers]

2.移除两个异步时钟域之间的的false path

     set_false_path -from [get_clocks CLKA] -to [get_clocks CLKB]

     set_false_path -from [get_clocks CLKB] -to [get_clocks CLKA]（两者定义的路径方向不同）

3.两个或者多个异步时钟域，彼此之间各个方向的false path（比2定义的范围更广）

     set_clock_groups -group CLKA -group CLKB

4.双端口RAM读写异步操作的false path

     1）定义RAM之前写寄存器到RAM后读寄存器的false path

           set_false_path -from [get_cells <write_registers>] -to [get_cells <read_registers>]

     2）从RAM写信号（WE）定义false path

           set_false_path -from [get_cells -hier -filter {REF_NAME =~ RAM* && IS_SEQUENTIAL &&
                   NAME =~ *char_fifo*}]