英特爾 AN 775 生成初始 I/O 時序數據

AN 775：為英特爾 FPGA 生成初始 I/O 時序數據

您可以使用英特爾® Quartus® Prime 軟件 GUI 或 Tcl 命令為英特爾 FPGA 設備生成初始 I/O 時序數據。 初始 I/O 時序數據對於早期引腳規劃和 PCB 設計很有用。 您可以為以下相關時序參數生成初始時序數據，以在考慮 I/O 標準和管腳佈局時調整設計時序預算。

表 1. I/O 時序參數 

時序參數	描述
輸入建立時間 (tSU) 輸入保持時間 (tH)	tSU = 輸入引腳到輸入寄存器數據延遲 + 輸入寄存器微設置時間 - 輸入引腳到輸入寄存器時鐘延遲 tH = - 輸入引腳到輸入寄存器數據延遲 + 輸入寄存器微保持時間 + 輸入引腳到輸入寄存器時鐘延遲
時鐘輸出延遲 (tCO)	tCO = + 時鐘焊盤到輸出寄存器延遲 + 輸出寄存器時鐘到輸出延遲 + 輸出寄存器到輸出引腳延遲

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*其他名稱和品牌可能被聲稱為其他人的財產。

生成初始 I/O 時序信息包括以下步驟：

• 第 1 步：為目標英特爾 FPGA 設備合成觸發器（第 4 頁）
• 第 2 步：定義 I/O 標準和引腳位置（第 5 頁）
• 第 3 步：指定器件工作條件（第 6 頁）
• 步驟一： View 第 6 頁數據表報告中的 I/O 時序

第 1 步：為目標英特爾 FPGA 設備合成觸發器

按照以下步驟定義和綜合最小觸發器邏輯以生成初始 I/O 時序數據：

1. 在 Intel Quartus Prime Pro Edition 軟件版本 19.3 中創建一個新項目。
2. 單擊 Assignments ➤ Device，指定您的目標設備系列和目標設備。 對於前amp例如，選擇 AGFA014R24 Intel Agilex™ FPGA。
3. 點選 File ➤ 新建並創建框圖/原理圖 File.
4. 要將組件添加到原理圖中，請單擊“符號工具”按鈕。
   
5. 在名稱下，鍵入 DFF，然後單擊確定。 在塊編輯器中單擊以插入 DFF 符號。
6. 重複第 4 頁上的 4 到第 5 頁上的 5 以添加 Input_data 輸入引腳、時鐘輸入引腳和 Output_data 輸出引腳。
7. 要將引腳連接到 DFF，請單擊正交節點工具按鈕，然後在引腳和 DFF 符號之間繪製連線。
   
8. 要合成 DFF，請單擊 Processing ➤ Start ➤ Start Analysis & Synthesis。 綜合生成獲取 I/O 時序數據所需的最小設計網表。

第 2 步：定義 I/O 標準和引腳位置

您分配給器件引腳的特定引腳位置和 I/O 標準會影響時序參數值。 按照以下步驟分配引腳 I/O 標準和位置約束：

1. 點擊 Assignments ➤ Pin Planner。
2. 根據您的設計分配引腳位置和 I/O 標準約束
   規格。 在所有引腳電子表格中輸入設計中引腳的節點名稱、方向、位置和 I/O 標準值。 或者，將節點名稱拖到 Pin Planner 包中 view.

   
3. 要編譯設計，請單擊 Processing > Start Compilation。 編譯器在完全編譯期間生成 I/O 時序信息。

相關資訊

• I/O 標准定義
•  管理器件 I/O 管腳

第 3 步：指定設備工作條件

按照以下步驟更新時序網表並設置完整編譯後時序分析的操作條件：

1. 單擊工具 ➤ 時序分析器。
2. 在 Task 窗格中，雙擊 Update Timing Netlist。 時序網表使用完整的編譯時序信息進行更新，這些信息說明了您所做的管腳約束。
   
3. 在 Set Operating Conditions 下，選擇一種可用的時序模型，例如 Slow vid3 100C Model 或 Fast vid3 100C Model。

   

步驟一： View 數據表報告中的 I/O 時序

在時序分析器中生成數據表報告以 view 時序參數值。

1. 在 Timing Analyzer 中，單擊 Reports > Datasheet > Report Datasheet。
2. 按一下“確定”。

   
   Setup Times、Hold Times 和 Clock to Output Times 報告顯示在 Report 窗格中的 Datasheet Report 文件夾下。

3. 點擊每個報告 view 上升和下降參數值。
4. 對於保守的時序方法，指定最大絕對值

Example 1. 從數據表報告中確定 I/O 時序參數 

在下面的例子中ample Setup Times 報告，下降時間大於上升時間，因此 tSU=tfall。

在下面的例子中ample Hold Times報告，下降時間的絕對值大於上升時間的絕對值，因此tH=tfall。

在下面的例子中ample Clock to Output Times報告，下降時間的絕對值大於上升時間的絕對值，因此tCO=tfall。

相關資訊

• 時序分析器快速入門教程
• 英特爾 Quartus Prime 專業版用戶指南：時序分析器
• 教學視頻：時序分析器簡介

腳本化 I/O 時序數據生成

無論是否使用 Intel Quartus Prime 軟件用戶界面，您都可以使用 Tcl 腳本生成 I/O 時序信息。 腳本化方法為支持的 I/O 標準生成基於文本的 I/O 時序參數數據。

筆記：腳本方法僅適用於 Linux* 平台。
按照以下步驟為英特爾 Agilex、英特爾 Stratix® 10 和英特爾 Arria® 10 設備生成反映多個 I/O 標準的 I/O 時序信息：

1. 下載相應的英特爾 Quartus Prime 項目存檔 file 對於您的目標設備系列：
   • Intel Agilex 設備— https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/others/literature/an/io_timing_agilex_latest.qar
   • Intel Stratix 10 設備— https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/others/literature/an/io_timing_stratix10.qar
   • Intel Arria 10 設備— https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/others/literature/an/io_timing_arria10.qar
2. 要恢復 .qar 項目存檔，請啟動 Intel Quartus Prime Pro Edition 軟件並點擊 Project > Restore Archived Project。 或者，在不啟動 GUI 的情況下運行以下等效命令行：
   

   quartus_sh --restore file>

   這 io_timing_restored 目錄現在包含 qdb 子文件夾和各種 files.

3. 要使用 Intel Quartus Prime Timing Analyzer 運行腳本，請運行以下命令：
   

   quartus_sta –t .tcl

   等待完成。 腳本執行可能需要 8 小時或更長時間，因為 I/O 標准或管腳位置的每次更改都需要重新編譯設計。
4. 到 view 時序參數值，打開生成的文本 file進入 定時_files, 名稱如 timing_tsuthtco___.txt。
   timing_tsuthtco_ _ _ 。文本。

相關資訊

• 命令行腳本
• ::QUARTUS::STA Tcl 包

AN 775：生成初始 I/O 時序數據文檔修訂歷史

檔案版本	英特爾 Quartus Prime 版本	變化
2019.12.08	19.3	修改標題以反映內容。 添加了對英特爾 Stratix 10 和英特爾 Agilex FPGA 的支持。 為流程添加了步驟編號。 添加了時序參數圖。 更新了屏幕截圖以反映最新版本。 更新了相關文檔的鏈接。 應用最新的產品命名和样式約定。
2016.10.31	16.1	首次公開發布。

文件/資源

英特爾 AN 775 生成初始 I/O 時序數據 [pdf] 使用者指南 AN 775 生成初始 IO 時序數據，AN 775，生成初始 IO 時序數據，初始 IO 時序數據，時序數據

參考

• 使用者手冊