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Timing-Analyse in Quartus für set_input_delay- und set_output_delay-Constraints

Okay, worum geht es hier?

Diese Seite ist der Beispielteil zu einem anderen Beitrag, der erklärt, was set_input_delay und set_output_delay in SDC-Zeitvorgaben (timing constraints) bedeuten.

TimeQuest (der Timing-Analyzer von Quartus) führt die Timing-Analyse in vier Ecken durch, also bei maximaler und minimaler Temperatur, jeweils kombiniert mit maximaler und minimaler Versorgungsspannung. Für jeden Pfad (path) wählt TimeQuest das Ergebnis der Ecke mit dem geringsten Slack (also der kleinsten Zeitmarge) aus. In den Beispielen unten ist jeweils der schlechteste Fall dieser vier Ecken dargestellt. Deshalb weichen die Zahlen für die Verzögerungen der FPGA-Logikelemente von einem Timing-Report zum anderen ab.

Ein weiterer Beitrag von mir beschreibt, wie man Timing-Reports wie die unten gezeigten erstellt.

Wie in dem anderen Beitrag beschrieben, liegen den Beispielen unten die folgenden Zeitvorgaben zugrunde:

create_clock -name theclk -period 20 [get_ports test_clk]
set_output_delay -clock theclk -max 8 [get_ports test_out]
set_output_delay -clock theclk -min -3 [get_ports test_out]
set_input_delay -clock theclk -max 4 [get_ports test_in]
set_input_delay -clock theclk -min 2 [get_ports test_in]

Analyse von set_input_delay -max (setup)

Delay Model:
    Slow 1100mV 0C Model

+------------------------------------------------------------------------------------------------------+
; Summary of Paths                                                                                     ;
+--------+-----------+-----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+
; Slack  ; From Node ; To Node   ; Launch Clock ; Latch Clock ; Relationship ; Clock Skew ; Data Delay ;
+--------+-----------+-----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+
; 12.341 ; test_in   ; test_samp ; theclk       ; theclk      ; 20.000       ; 3.940      ; 7.499      ;
+--------+-----------+-----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+

Path #1: Setup slack is 12.341
===============================================================================
+--------------------------------+
; Path Summary                   ;
+--------------------+-----------+
; Property           ; Value     ;
+--------------------+-----------+
; From Node          ; test_in   ;
; To Node            ; test_samp ;
; Launch Clock       ; theclk    ;
; Latch Clock        ; theclk    ;
; Data Arrival Time  ; 11.499    ;
; Data Required Time ; 23.840    ;
; Slack              ; 12.341    ;
+--------------------+-----------+

+---------------------------------------------------------------------------------------+
; Statistics                                                                            ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
; Property                  ; Value  ; Count ; Total Delay ; % of Total ; Min   ; Max   ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
; Setup Relationship        ; 20.000 ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Clock Skew                ; 3.940  ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Data Delay                ; 7.499  ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Number of Logic Levels    ;        ; 1     ;             ;            ;       ;       ;
; Physical Delays           ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;  Arrival Path             ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;   Clock                   ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    Clock Network (Lumped) ;        ; 1     ; 0.000       ;            ; 0.000 ; 0.000 ;
;   Data                    ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    IC                     ;        ; 2     ; 2.447       ; 33         ; 0.000 ; 2.447 ;
;    Cell                   ;        ; 2     ; 5.052       ; 67         ; 0.652 ; 4.400 ;
;  Required Path            ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;   Clock                   ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    Clock Network (Lumped) ;        ; 1     ; 3.940       ; 100        ; 3.940 ; 3.940 ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
Note: Negative delays are omitted from totals when calculating percentages

+-----------------------------------------------------------------------------------+
; Data Arrival Path                                                                 ;
+----------+---------+----+------+--------+-------------------+---------------------+
; Total    ; Incr    ; RF ; Type ; Fanout ; Location          ; Element             ;
+----------+---------+----+------+--------+-------------------+---------------------+
; 0.000    ; 0.000   ;    ;      ;        ;                   ; launch edge time    ;
; 0.000    ; 0.000   ;    ;      ;        ;                   ; clock path          ;
;   0.000  ;   0.000 ; R  ;      ;        ;                   ; clock network delay ;
; 4.000    ; 4.000   ; F  ; iExt ; 1      ; PIN_AP17          ; test_in             ;
; 11.499   ; 7.499   ;    ;      ;        ;                   ; data path           ;
;   4.000  ;   0.000 ; FF ; IC   ; 1      ; IOIBUF_X48_Y0_N58 ; test_in~input|i     ;
;   8.400  ;   4.400 ; FF ; CELL ; 1      ; IOIBUF_X48_Y0_N58 ; test_in~input|o     ;
;   10.847 ;   2.447 ; FF ; IC   ; 1      ; FF_X48_Y2_N40     ; test_samp|asdata    ;
;   11.499 ;   0.652 ; FF ; CELL ; 1      ; FF_X48_Y2_N40     ; test_samp           ;
+----------+---------+----+------+--------+-------------------+---------------------+

+-------------------------------------------------------------------------------+
; Data Required Path                                                            ;
+----------+---------+----+------+--------+---------------+---------------------+
; Total    ; Incr    ; RF ; Type ; Fanout ; Location      ; Element             ;
+----------+---------+----+------+--------+---------------+---------------------+
; 20.000   ; 20.000  ;    ;      ;        ;               ; latch edge time     ;
; 23.940   ; 3.940   ;    ;      ;        ;               ; clock path          ;
;   23.940 ;   3.940 ; R  ;      ;        ;               ; clock network delay ;
; 23.840   ; -0.100  ;    ;      ;        ;               ; clock uncertainty   ;
; 23.840   ; 0.000   ;    ; uTsu ; 1      ; FF_X48_Y2_N40 ; test_samp           ;
+----------+---------+----+------+--------+---------------+---------------------+

Die Analyse beginnt im Abschnitt „Data Arrival Path“ damit, den Eingangsport (test_in) – wie in der Zeitvorgabe für die maximale Eingangsverzögerung angegeben – auf 4 ns zu setzen, und verfolgt anschließend den Datenpfad (data path) weiter. Zusammen mit der eigentlichen Verzögerung des Datenpfads im FPGA (7,499 ns) ergibt sich eine Gesamtverzögerung des Datenpfads von 11,499 ns.

Danach wird im Abschnitt „Data Required Path“ der Taktpfad (clock path) berechnet, ausgehend von der folgenden Taktflanke bei 20 ns. Der Takt läuft vom Eingangspin zum Flip-Flop; eine Kompensation der Taktnetzverzögerung findet nicht statt, weil kein PLL beteiligt ist. In die Rechnung fließt auch der geschätzte Jitter ein, und zwar als „Clock Uncertainty“. Insgesamt endet der Taktpfad bei 23,840 ns – also 12,341 ns, nachdem die Daten am Flip-Flop angekommen sind. Das ist der Slack (die Zeitmarge) dieser Zeitvorgabe.

Diese Analyse zeigt: Bei einem Constraint „set_input_delay -max“ muss als Wert die maximale Clock-to-Output-Zeit des externen Bausteins angegeben werden, der den Eingangspin ansteuert, zuzüglich der Leiterbahnverzögerung auf der Platine. Der Grund dafür ist, dass dieser Wert als Startzeitpunkt des Datenpfads verwendet wird.

Analyse von set_input_delay -min (hold)

Delay Model:
    Slow 1100mV 85C Model

+-----------------------------------------------------------------------------------------------------+
; Summary of Paths                                                                                    ;
+-------+-----------+-----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+
; Slack ; From Node ; To Node   ; Launch Clock ; Latch Clock ; Relationship ; Clock Skew ; Data Delay ;
+-------+-----------+-----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+
; 0.770 ; test_in   ; test_samp ; theclk       ; theclk      ; 0.000        ; 4.287      ; 3.057      ;
+-------+-----------+-----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+

Path #1: Hold slack is 0.770
===============================================================================
+--------------------------------+
; Path Summary                   ;
+--------------------+-----------+
; Property           ; Value     ;
+--------------------+-----------+
; From Node          ; test_in   ;
; To Node            ; test_samp ;
; Launch Clock       ; theclk    ;
; Latch Clock        ; theclk    ;
; Data Arrival Time  ; 5.057     ;
; Data Required Time ; 4.287     ;
; Slack              ; 0.770     ;
+--------------------+-----------+

+--------------------------------------------------------------------------------------+
; Statistics                                                                           ;
+---------------------------+-------+-------+-------------+------------+-------+-------+
; Property                  ; Value ; Count ; Total Delay ; % of Total ; Min   ; Max   ;
+---------------------------+-------+-------+-------------+------------+-------+-------+
; Hold Relationship         ; 0.000 ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Clock Skew                ; 4.287 ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Data Delay                ; 3.057 ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Number of Logic Levels    ;       ; 1     ;             ;            ;       ;       ;
; Physical Delays           ;       ;       ;             ;            ;       ;       ;
;  Arrival Path             ;       ;       ;             ;            ;       ;       ;
;   Clock                   ;       ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    Clock Network (Lumped) ;       ; 1     ; 0.000       ;            ; 0.000 ; 0.000 ;
;   Data                    ;       ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    IC                     ;       ; 2     ; 2.028       ; 66         ; 0.000 ; 2.028 ;
;    Cell                   ;       ; 2     ; 1.029       ; 34         ; 0.290 ; 0.739 ;
;  Required Path            ;       ;       ;             ;            ;       ;       ;
;   Clock                   ;       ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    Clock Network (Lumped) ;       ; 1     ; 4.287       ; 100        ; 4.287 ; 4.287 ;
+---------------------------+-------+-------+-------------+------------+-------+-------+
Note: Negative delays are omitted from totals when calculating percentages

+----------------------------------------------------------------------------------+
; Data Arrival Path                                                                ;
+---------+---------+----+------+--------+-------------------+---------------------+
; Total   ; Incr    ; RF ; Type ; Fanout ; Location          ; Element             ;
+---------+---------+----+------+--------+-------------------+---------------------+
; 0.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;                   ; launch edge time    ;
; 0.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;                   ; clock path          ;
;   0.000 ;   0.000 ; R  ;      ;        ;                   ; clock network delay ;
; 2.000   ; 2.000   ; R  ; iExt ; 1      ; PIN_AP17          ; test_in             ;
; 5.057   ; 3.057   ;    ;      ;        ;                   ; data path           ;
;   2.000 ;   0.000 ; RR ; IC   ; 1      ; IOIBUF_X48_Y0_N58 ; test_in~input|i     ;
;   2.739 ;   0.739 ; RR ; CELL ; 1      ; IOIBUF_X48_Y0_N58 ; test_in~input|o     ;
;   4.767 ;   2.028 ; RR ; IC   ; 1      ; FF_X48_Y2_N40     ; test_samp|asdata    ;
;   5.057 ;   0.290 ; RR ; CELL ; 1      ; FF_X48_Y2_N40     ; test_samp           ;
+---------+---------+----+------+--------+-------------------+---------------------+

+------------------------------------------------------------------------------+
; Data Required Path                                                           ;
+---------+---------+----+------+--------+---------------+---------------------+
; Total   ; Incr    ; RF ; Type ; Fanout ; Location      ; Element             ;
+---------+---------+----+------+--------+---------------+---------------------+
; 0.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;               ; latch edge time     ;
; 4.287   ; 4.287   ;    ;      ;        ;               ; clock path          ;
;   4.287 ;   4.287 ; R  ;      ;        ;               ; clock network delay ;
; 4.287   ; 0.000   ;    ;      ;        ;               ; clock uncertainty   ;
; 4.287   ; 0.000   ;    ; uTh  ; 1      ; FF_X48_Y2_N40 ; test_samp           ;
+---------+---------+----+------+--------+---------------+---------------------+

Wie bei der maximalen Eingangsverzögerung beginnt die Analyse im Abschnitt „Data Arrival Path“ damit, den Eingangsport (test_in) auf 2 ns zu setzen, wie es die Zeitvorgabe für die minimale Eingangsverzögerung angibt, und verfolgt anschließend den Datenpfad weiter. Zusammen mit der eigentlichen Verzögerung des Datenpfads im FPGA (3,057 ns) ergibt sich eine Gesamtverzögerung des Datenpfads von 5,057 ns.

Der Taktpfad wird dann im Abschnitt „Data Required Path“ berechnet, ausgehend von der gleichen Taktflanke bei 0 ns. Schließlich handelt es sich um eine Hold-Berechnung: Es geht um die Frage, ob sich die Daten am Eingang des Flip-Flops nicht geändert haben, bevor das Flip-Flop sie abtasten konnte.

Der Takt läuft vom Eingangspin zum Flip-Flop, ohne Kompensation der Taktnetzverzögerung, denn es ist kein PLL beteiligt. Auch hier fließt der geschätzte Jitter in die Rechnung ein (als „Clock Uncertainty“) – allerdings ist sein Wert in diesem Fall null. Insgesamt endet der Taktpfad bei 4,287 ns, also 0,770 ns bevor sich die Daten ändern. Diese Zahl ist daher der Slack.

Diese Analyse zeigt: Bei einem Constraint „set_input_delay -min“ muss als Wert die minimale Clock-to-Output-Zeit des externen Bausteins angegeben werden, der den Eingangspin ansteuert. Der Grund dafür ist, dass dieser Wert als Startzeitpunkt des Datenpfads verwendet wird.

Analyse von set_output_delay -max (setup)

Delay Model:
    Slow 1100mV 85C Model

+--------------------------------------------------------------------------------------------------------+
; Summary of Paths                                                                                       ;
+-------+---------------+----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+
; Slack ; From Node     ; To Node  ; Launch Clock ; Latch Clock ; Relationship ; Clock Skew ; Data Delay ;
+-------+---------------+----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+
; 2.651 ; test_out~reg0 ; test_out ; theclk       ; theclk      ; 20.000       ; -5.320     ; 3.929      ;
+-------+---------------+----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+

Path #1: Setup slack is 2.651
===============================================================================
+------------------------------------+
; Path Summary                       ;
+--------------------+---------------+
; Property           ; Value         ;
+--------------------+---------------+
; From Node          ; test_out~reg0 ;
; To Node            ; test_out      ;
; Launch Clock       ; theclk        ;
; Latch Clock        ; theclk        ;
; Data Arrival Time  ; 9.249         ;
; Data Required Time ; 11.900        ;
; Slack              ; 2.651         ;
+--------------------+---------------+

+---------------------------------------------------------------------------------------+
; Statistics                                                                            ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
; Property                  ; Value  ; Count ; Total Delay ; % of Total ; Min   ; Max   ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
; Setup Relationship        ; 20.000 ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Clock Skew                ; -5.320 ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Data Delay                ; 3.929  ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Number of Logic Levels    ;        ; 0     ;             ;            ;       ;       ;
; Physical Delays           ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;  Arrival Path             ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;   Clock                   ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    Clock Network (Lumped) ;        ; 1     ; 5.320       ; 100        ; 5.320 ; 5.320 ;
;   Data                    ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    IC                     ;        ; 1     ; 0.000       ; 0          ; 0.000 ; 0.000 ;
;    Cell                   ;        ; 3     ; 3.929       ; 100        ; 0.000 ; 2.150 ;
;    uTco                   ;        ; 1     ; 0.000       ; 0          ; 0.000 ; 0.000 ;
;  Required Path            ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;   Clock                   ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    Clock Network (Lumped) ;        ; 1     ; 0.000       ;            ; 0.000 ; 0.000 ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
Note: Negative delays are omitted from totals when calculating percentages

+---------------------------------------------------------------------------------------+
; Data Arrival Path                                                                     ;
+---------+---------+----+------+--------+------------------------+---------------------+
; Total   ; Incr    ; RF ; Type ; Fanout ; Location               ; Element             ;
+---------+---------+----+------+--------+------------------------+---------------------+
; 0.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;                        ; launch edge time    ;
; 5.320   ; 5.320   ;    ;      ;        ;                        ; clock path          ;
;   5.320 ;   5.320 ; R  ;      ;        ;                        ; clock network delay ;
; 9.249   ; 3.929   ;    ;      ;        ;                        ; data path           ;
;   5.320 ;   0.000 ;    ; uTco ; 1      ; DDIOOUTCELL_X48_Y0_N50 ; test_out~reg0       ;
;   7.099 ;   1.779 ; FF ; CELL ; 1      ; DDIOOUTCELL_X48_Y0_N50 ; test_out~reg0|q     ;
;   7.099 ;   0.000 ; FF ; IC   ; 1      ; IOOBUF_X48_Y0_N42      ; test_out~output|i   ;
;   9.249 ;   2.150 ; FF ; CELL ; 1      ; IOOBUF_X48_Y0_N42      ; test_out~output|o   ;
;   9.249 ;   0.000 ; FF ; CELL ; 0      ; PIN_AN17               ; test_out            ;
+---------+---------+----+------+--------+------------------------+---------------------+

+--------------------------------------------------------------------------+
; Data Required Path                                                       ;
+----------+---------+----+------+--------+----------+---------------------+
; Total    ; Incr    ; RF ; Type ; Fanout ; Location ; Element             ;
+----------+---------+----+------+--------+----------+---------------------+
; 20.000   ; 20.000  ;    ;      ;        ;          ; latch edge time     ;
; 20.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;          ; clock path          ;
;   20.000 ;   0.000 ; R  ;      ;        ;          ; clock network delay ;
; 19.900   ; -0.100  ;    ;      ;        ;          ; clock uncertainty   ;
; 11.900   ; -8.000  ; F  ; oExt ; 0      ; PIN_AN17 ; test_out            ;
+----------+---------+----+------+--------+----------+---------------------+

Da es bei dieser Analyse um die Messung der Ausgangsverzögerung geht, startet sie im Abschnitt „Data Arrival Path“ mit der Taktflanke bei 0 ns und addiert die Taktnetzverzögerung bis zum Flip-Flop. Von dort aus folgt sie dem Datenpfad, bis der Ausgang einen stabilen Logikzustand erreicht. Die Berechnung ergab 9,249 ns.

Dieser Wert wird mit dem Zeitpunkt der folgenden Taktflanke bei 20 ns verglichen, abzüglich der Ausgangsverzögerung und abzüglich des geschätzten Jitters (im obigen Fall 0,1 ns). Die Daten sind laut Berechnung bei 9,249 ns stabil. Verglichen mit dem Zeitpunkt, bis zu dem sie stabil sein müssen (11,9 ns), ergibt sich ein Slack von 2,651 ns.

Das zeigt auch, warum bei einem Constraint „set_output_delay -max“ die Setup-Zeit (setup time) angegeben werden sollte, die für den Eingang des externen Bausteins spezifiziert ist. Dieses Timing-Constraint wird überprüft, indem die Differenz zwischen der Gesamtverzögerung bis zu gültigen Daten am Ausgang und der zeitlichen Lage der folgenden Taktflanke berechnet wird. Genau diese Differenz ist der Wert, den es zu erreichen gilt. Das entspricht exakt der Definition der Setup-Zeit: Wie lange die Daten vor der nächsten Taktflanke stabil sein müssen.

Analyse von set_output_delay -min (hold)

Delay Model:
    Fast 1100mV 0C Model

+--------------------------------------------------------------------------------------------------------+
; Summary of Paths                                                                                       ;
+-------+---------------+----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+
; Slack ; From Node     ; To Node  ; Launch Clock ; Latch Clock ; Relationship ; Clock Skew ; Data Delay ;
+-------+---------------+----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+
; 1.275 ; test_out~reg0 ; test_out ; theclk       ; theclk      ; 0.000        ; -2.255     ; 2.020      ;
+-------+---------------+----------+--------------+-------------+--------------+------------+------------+

Path #1: Hold slack is 1.275
===============================================================================
+------------------------------------+
; Path Summary                       ;
+--------------------+---------------+
; Property           ; Value         ;
+--------------------+---------------+
; From Node          ; test_out~reg0 ;
; To Node            ; test_out      ;
; Launch Clock       ; theclk        ;
; Latch Clock        ; theclk        ;
; Data Arrival Time  ; 4.275         ;
; Data Required Time ; 3.000         ;
; Slack              ; 1.275         ;
+--------------------+---------------+

+---------------------------------------------------------------------------------------+
; Statistics                                                                            ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
; Property                  ; Value  ; Count ; Total Delay ; % of Total ; Min   ; Max   ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
; Hold Relationship         ; 0.000  ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Clock Skew                ; -2.255 ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Data Delay                ; 2.020  ;       ;             ;            ;       ;       ;
; Number of Logic Levels    ;        ; 0     ;             ;            ;       ;       ;
; Physical Delays           ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;  Arrival Path             ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;   Clock                   ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    Clock Network (Lumped) ;        ; 1     ; 2.255       ; 100        ; 2.255 ; 2.255 ;
;   Data                    ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    IC                     ;        ; 1     ; 0.000       ; 0          ; 0.000 ; 0.000 ;
;    Cell                   ;        ; 3     ; 2.020       ; 100        ; 0.000 ; 1.296 ;
;    uTco                   ;        ; 1     ; 0.000       ; 0          ; 0.000 ; 0.000 ;
;  Required Path            ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;   Clock                   ;        ;       ;             ;            ;       ;       ;
;    Clock Network (Lumped) ;        ; 1     ; 0.000       ;            ; 0.000 ; 0.000 ;
+---------------------------+--------+-------+-------------+------------+-------+-------+
Note: Negative delays are omitted from totals when calculating percentages

+---------------------------------------------------------------------------------------+
; Data Arrival Path                                                                     ;
+---------+---------+----+------+--------+------------------------+---------------------+
; Total   ; Incr    ; RF ; Type ; Fanout ; Location               ; Element             ;
+---------+---------+----+------+--------+------------------------+---------------------+
; 0.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;                        ; launch edge time    ;
; 2.255   ; 2.255   ;    ;      ;        ;                        ; clock path          ;
;   2.255 ;   2.255 ; R  ;      ;        ;                        ; clock network delay ;
; 4.275   ; 2.020   ;    ;      ;        ;                        ; data path           ;
;   2.255 ;   0.000 ;    ; uTco ; 1      ; DDIOOUTCELL_X48_Y0_N50 ; test_out~reg0       ;
;   2.979 ;   0.724 ; RR ; CELL ; 1      ; DDIOOUTCELL_X48_Y0_N50 ; test_out~reg0|q     ;
;   2.979 ;   0.000 ; RR ; IC   ; 1      ; IOOBUF_X48_Y0_N42      ; test_out~output|i   ;
;   4.275 ;   1.296 ; RR ; CELL ; 1      ; IOOBUF_X48_Y0_N42      ; test_out~output|o   ;
;   4.275 ;   0.000 ; RR ; CELL ; 0      ; PIN_AN17               ; test_out            ;
+---------+---------+----+------+--------+------------------------+---------------------+

+-------------------------------------------------------------------------+
; Data Required Path                                                      ;
+---------+---------+----+------+--------+----------+---------------------+
; Total   ; Incr    ; RF ; Type ; Fanout ; Location ; Element             ;
+---------+---------+----+------+--------+----------+---------------------+
; 0.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;          ; latch edge time     ;
; 0.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;          ; clock path          ;
;   0.000 ;   0.000 ; R  ;      ;        ;          ; clock network delay ;
; 0.000   ; 0.000   ;    ;      ;        ;          ; clock uncertainty   ;
; 3.000   ; 3.000   ; R  ; oExt ; 0      ; PIN_AN17 ; test_out            ;
+---------+---------+----+------+--------+----------+---------------------+

Diese Analyse ähnelt der Analyse der maximalen Ausgangsverzögerung, nur dass sie gegen dieselbe Taktflanke gerechnet wird (nicht gegen die folgende).

Wie gehabt knüpft der Datenpfad an den Taktpfad an und läuft weiter, bis der Ausgang stabil ist. Die Berechnung ergab 4,275 ns.

Verglichen wird das mit dem Zeitpunkt der gleichen Taktflanke bei 0 ns, abzüglich der Ausgangsverzögerung. Zur Erinnerung: Die minimale Ausgangsverzögerung (min output delay) ist in der Zeitvorgabe negativ angegeben (-3 ns), deshalb erscheint sie in der Rechnung als positive Zahl.

Fazit: Die Daten waren bis 4,275 ns stabil und müssen bis 3 ns stabil bleiben. Das passt – mit einem Slack von 1,275 ns.

Das zeigt auch, warum bei einem Constraint „set_output_delay -min“ die Hold-Zeit (hold time) angegeben wird, die für den Eingang des externen Bausteins spezifiziert ist – allerdings mit umgekehrtem Vorzeichen. Diese Zeitvorgabe wird verifiziert, indem gefordert wird, dass die Gesamtverzögerung größer als dieser vorgegebene Wert sein muss. Anders ausgedrückt: Die Daten müssen nach der Taktflanke für diese Dauer stabil bleiben. Genau das ist die Definition der Hold-Zeit.

Diese Seite wurde maschinell aus dem Englischen übersetzt. Im Zweifelsfall siehe den Originaltext.
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