Multicycle Paths Constraints Instance (Vivado高效设计案例分享) enable, 寄存器

pengpengpang

本节通过实例介绍一下多时钟周期路径(multicycle paths)的约束方法。       如图1中结构，主时钟fast_clk，时钟频率250MHz；时钟使能信号div_by_two，由主时钟2分频得到，作为寄存器的clock enable信号。

图1

       HDL代码如下所示：
module top(
    fast_clk,
    din_a,
    din_b,
    din_x,
    din_y,
    ab_out,
    xy_out
    );

    ////////////// PORT /////////////////////////////
    input fast_clk;
    input [7:0] din_a;
    input [7:0] din_b;
    input [7:0] din_x;
    input [7:0] din_y;
    output reg [15:0] ab_out;
    output reg [15:0] xy_out;

    ////////////// ARCHITECTURE /////////////////////
    // Clock Enable
    reg div_by_two;
    always@(posedge fast_clk)
        div_by_two<=~div_by_two;

    // Input Registers
    reg [7:0] din_a_rg;
    reg [7:0] din_b_rg;
    reg [7:0] din_x_rg;
    reg [7:0] din_y_rg;
    always@(posedge fast_clk) begin
        if(div_by_two) begin
            din_a_rg <= din_a;         
            din_b_rg <= din_b;
            din_x_rg <= din_x;
            din_y_rg <= din_y;
        end
    end

    // Multiplexer
    wire [7:0] mult_a;
    wire [7:0] mult_b;
    assign mult_a = div_by_two ? din_a : din_x;
    assign mult_b = div_by_two ? din_b : din_y;

    // Multiplier
    wire [15:0] mult_rlt;
    assign mult_rlt = mult_a * mult_b;

    // Ouptut Select
    always@(posedge fast_clk) begin
        if(div_by_two)
            xy_out <= mult_rlt;
        else
            ab_out <= mult_rlt;
    end

endmodule
       时序图如图2所示，其中din_*

--> din_*_reg

，div_by_two_reg --> din_*_reg

和div_by_two_reg --> **_out_reg

路径都需要2个clock cycle，所有的多时钟周期路径如下表所示：

Source Register	Destination Register	Set-Up Relationship	Hold Relationship
div_by_two_reg	din_a_reg ,din_b_reg	2x (latch edge time)	1x (latch edge time)
div_by_two_reg	ab_out_reg ,xy_out_reg	2x (latch edge time)	1x (latch edge time)

图2

       综合后，首先约束主时钟，如图3所示，此时时序还未收敛，时序报告如图4所示，可以发现关键路径都是需要多时钟周期约束的路径。

图3

图4

       然后约束多时钟周期路径，约束命令如下，如图5所示；此时时序也收敛，时序报告如图6所示。
set_multicycle_path -setup -from[get_cells div_by_two_reg] -to [get_cells {ab_out_reg

din_a_IBUF

_inst din_b_IBUF

_inst din_x_IBUF

_inst din_y_IBUF

_inst xy_out_reg

}] 2
set_multicycle_path -hold -from[get_cells div_by_two_reg] -to [get_cells {ab_out_reg

din_a_IBUF

_inst din_b_IBUF

_inst din_x_IBUF

_inst din_y_IBUF

_inst xy_out_reg

}] 1

图5

图6

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共同努力，共同学习！