英特尔 AN 775 生成初始 I/O 时序数据

AN 775：为英特尔 FPGA 生成初始 I/O 时序数据

您可以使用英特尔® Quartus® Prime 软件 GUI 或 Tcl 命令为英特尔 FPGA 设备生成初始 I/O 时序数据。 初始 I/O 时序数据对于早期引脚规划和 PCB 设计很有用。 您可以为以下相关时序参数生成初始时序数据，以在考虑 I/O 标准和管脚布局时调整设计时序预算。

表 1. I/O 时序参数 

时序参数	描述
输入建立时间 (tSU) 输入保持时间 (tH)	tSU = 输入引脚到输入寄存器数据延迟 + 输入寄存器微设置时间 - 输入引脚到输入寄存器时钟延迟 tH = - 输入引脚到输入寄存器数据延迟 + 输入寄存器微保持时间 + 输入引脚到输入寄存器时钟延迟
时钟输出延迟 (tCO)	tCO = + 时钟焊盘到输出寄存器延迟 + 输出寄存器时钟到输出延迟 + 输出寄存器到输出引脚延迟

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*其他名称和品牌可能是其他所有者的财产。

生成初始 I/O 时序信息包括以下步骤：

• 第 1 步：为目标英特尔 FPGA 设备合成触发器（第 4 页）
• 第 2 步：定义 I/O 标准和引脚位置（第 5 页）
• 第 3 步：指定器件工作条件（第 6 页）
• 步骤 4： View 第 6 页数据表报告中的 I/O 时序

第 1 步：为目标英特尔 FPGA 设备合成触发器

按照以下步骤定义和综合最小触发器逻辑以生成初始 I/O 时序数据：

1. 在 Intel Quartus Prime Pro Edition 软件版本 19.3 中创建一个新项目。
2. 单击 Assignments ➤ Device，指定您的目标设备系列和目标设备。 对于前amp例如，选择 AGFA014R24 Intel Agilex™ FPGA。
3. 点击 File ➤ 新建并创建框图/原理图 File.
4. 要将组件添加到原理图中，请单击“符号工具”按钮。
   
5. 在名称下，键入 DFF，然后单击确定。 在块编辑器中单击以插入 DFF 符号。
6. 重复第 4 页上的 4 到第 5 页上的 5 以添加 Input_data 输入引脚、时钟输入引脚和 Output_data 输出引脚。
7. 要将引脚连接到 DFF，请单击正交节点工具按钮，然后在引脚和 DFF 符号之间绘制连线。
   
8. 要合成 DFF，请单击 Processing ➤ Start ➤ Start Analysis & Synthesis。 综合生成获取 I/O 时序数据所需的最小设计网表。

第 2 步：定义 I/O 标准和引脚位置

您分配给器件引脚的特定引脚位置和 I/O 标准会影响时序参数值。 按照以下步骤分配引脚 I/O 标准和位置约束：

1. 点击 Assignments ➤ Pin Planner。
2. 根据您的设计分配引脚位置和 I/O 标准约束
   规格。 在所有引脚电子表格中输入设计中引脚的节点名称、方向、位置和 I/O 标准值。 或者，将节点名称拖到 Pin Planner 包中 view.

   
3. 要编译设计，请单击 Processing > Start Compilation。 编译器在完全编译期间生成 I/O 时序信息。

相关信息

• I/O 标准定义
•  管理器件 I/O 管脚

第 3 步：指定设备工作条件

按照以下步骤更新时序网表并设置完整编译后时序分析的操作条件：

1. 单击工具 ➤ 时序分析器。
2. 在 Task 窗格中，双击 Update Timing Netlist。 时序网表使用完整的编译时序信息进行更新，这些信息说明了您所做的管脚约束。
   
3. 在 Set Operating Conditions 下，选择一种可用的时序模型，例如 Slow vid3 100C Model 或 Fast vid3 100C Model。

   

步骤 4： View 数据表报告中的 I/O 时序

在时序分析器中生成数据表报告以 view 时序参数值。

1. 在 Timing Analyzer 中，单击 Reports > Datasheet > Report Datasheet。
2. 单击“确定”。

   
   Setup Times、Hold Times 和 Clock to Output Times 报告显示在 Report 窗格中的 Datasheet Report 文件夹下。

3. 点击每个报告 view 上升和下降参数值。
4. 对于保守的时序方法，指定最大绝对值

Example 1. 从数据表报告中确定 I/O 时序参数 

在以下示例中ample Setup Times 报告，下降时间大于上升时间，因此 tSU=tfall。

在以下示例中ample Hold Times报告，下降时间的绝对值大于上升时间的绝对值，因此tH=tfall。

在以下示例中ample Clock to Output Times报告，下降时间的绝对值大于上升时间的绝对值，因此tCO=tfall。

相关信息

• 时序分析器快速入门教程
• 英特尔 Quartus Prime 专业版用户指南：时序分析器
• 教学视频：时序分析器简介

脚本化 I/O 时序数据生成

无论是否使用 Intel Quartus Prime 软件用户界面，您都可以使用 Tcl 脚本生成 I/O 时序信息。 脚本化方法为支持的 I/O 标准生成基于文本的 I/O 时序参数数据。

笔记：脚本方法仅适用于 Linux* 平台。
按照以下步骤为英特尔 Agilex、英特尔 Stratix® 10 和英特尔 Arria® 10 设备生成反映多个 I/O 标准的 I/O 时序信息：

1. 下载相应的英特尔 Quartus Prime 项目存档 file 对于您的目标设备系列：
   • Intel Agilex 设备— https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/others/literature/an/io_timing_agilex_latest.qar
   • Intel Stratix 10 设备— https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/others/literature/an/io_timing_stratix10.qar
   • Intel Arria 10 设备— https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/others/literature/an/io_timing_arria10.qar
2. 要恢复 .qar 项目存档，请启动 Intel Quartus Prime Pro Edition 软件并点击 Project > Restore Archived Project。 或者，在不启动 GUI 的情况下运行以下等效命令行：
   

   quartus_sh --restore file>

   这 io_timing_restored 目录现在包含 qdb 子文件夹和各种 files.

3. 要使用 Intel Quartus Prime Timing Analyzer 运行脚本，请运行以下命令：
   

   quartus_sta –t .tcl

   等待完成。 脚本执行可能需要 8 小时或更长时间，因为 I/O 标准或管脚位置的每次更改都需要重新编译设计。
4. 到 view 时序参数值，打开生成的文本 file是 定时_files, 名称如 timing_tsuthtco___.txt。
   timing_tsuthtco_ _ _ 。文本。

相关信息

• 命令行脚本
• ::QUARTUS::STA Tcl 包

AN 775：生成初始 I/O 时序数据文档修订历史

文档版本	英特尔 Quartus Prime 版本	更改
2019.12.08	19.3	修改标题以反映内容。 添加了对英特尔 Stratix 10 和英特尔 Agilex FPGA 的支持。 为流程添加了步骤编号。 添加了时序参数图。 更新了屏幕截图以反映最新版本。 更新了相关文档的链接。 应用最新的产品命名和样式约定。
2016.10.31	16.1	首次公开发布。

文件/资源

英特尔 AN 775 生成初始 I/O 时序数据 [pdf] 用户指南 AN 775 生成初始 IO 时序数据，AN 775，生成初始 IO 时序数据，初始 IO 时序数据，时序数据

参考

• 用户手册