目錄

一、序言

二、Set Maximum Time Borrow

2.1 基本概念

2.2?設置界面

2.3?命令語法

2.4?命令示例

三、參考資料

一、序言

????在Vivado的時序約束窗口中，存在一類特殊的約束，劃分在others目錄下，可用于設置忽略或修改默認的時序路徑分析，以Vivado2022.1版本為例，主要包括以下4類，本文將介紹其中的最后一個Set_Maxium_Time_Borrow，示例的為Vivado2022.1

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二、Set Maximum Time Borrow

2.1 基本概念

????Set_maximum_time_borrow約束是指當分析鎖存器Latch的時序時，設置可以從線nets中獲取的最大時間值（納秒即）。存儲電路設計有兩種類型：觸發器（Flip Flop）和鎖存器(Latch)。

????a)使用觸發器的設計

????數據從時鐘的上升沿啟動，必須在下一個時鐘上升沿到達前的set up時間內到達目的觸發器，如果兩個觸發器的組合邏輯時延太大，那么數據將沒法被捕獲觸發器所捕獲，捕獲的數據將不穩定，如果數據到達的時間太早，造成時間資源浪費

????b)使用鎖存器的設計

????當鎖存器是傳輸狀態時將透傳數據，如果鎖存器前的組合邏輯時延較大時，將借用下一個周期的時間，所以當需要設計有較高的性能時，會使用鎖存器

????時間借用的場景：從設計中的鎖存器借用，借用的時間用于設計中的觸發器。

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時鐘波形如下，周期為10ns，占空比為50%。

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????當數據從觸發器FF1出發，理想情況下(setup、hold和時鐘延遲，時鐘偏斜都為0)在下一個時鐘周期10ns后到達觸發器FF2，如果數據到達FF2的時間大于10ns，則無法被FF2捕獲，同樣的在20ns后到達FF3被捕獲。

????將路徑圖中的FF2換成鎖存器Latch，如下圖

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????如果數據從FF1出發到達Latch的輸入端口D早于10ns，此時鎖存器由于CLK為低電平不工作，不會影響數據的獲取，和使用FF的場景相同。

????如果數據從FF1出發到達Latch的輸入端口D大于10ns，如12ns時到達，如果Latch為FF2時數據將無法被捕獲，此時為鎖存器，只有數據在10ns-15ns時到達，數據依舊傳輸到了FF3，這時通過借用下一個周期的時間，12ns到達時相比使用寄存器FF2，鎖存器提供了2ns的優勢。

????在這個例子中鎖存器所能借用的最大時間為5ns（一個周期中高電平的有效時間）,但從鎖存器到寄存器FF3的時間減少了，原先是10ns，借用后必須8ns內到達，以便FF3在20ns時能獲取到數據，因為從FF1到FF3總的20ns時間關系是不變的。

????因此，在使用寄存器的設計中，組合邏輯的延時不能超過一個時鐘周期，除非一些特殊設置，如多周期約束路徑和false路徑。在使用鎖存器的設計中，大的組合邏輯延時可以通過下一級更短的組合邏輯延時來補償。

2.2?設置界面

進入Timing Constraints界面，在左側Others欄中選中Set Maximum Time Borrow，右側即顯示Set Maximum Time Borrow

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設置界面中需設置對象objects和借用的時延值delay value

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約束設置子界面需設置Objects，可為clocks或cells

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2.3?命令語法

命令格式

set_max_time_borrow [?quiet] [?verbose] <delay> <objects>

參數含義

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2.4?命令示例

1、約束所有時鐘相關的鎖存器允許借用的時間為0，這等于阻止了整個設計的時間借用

set_max_time_borrow 0.0 [all_clocks]

2、約束了頂層net允許借用20個時間單元

set_max_time_borrow 20 {top/*}

三、參考資料

用戶手冊：ug903-vivado-using-constraints-en-us-2022.2.pdf

鏈接：https://pan.baidu.com/s/17AK_-J4wRXiFLtLTorlrwg?pwd=mylt?

提取碼：mylt? ?