在fpga工程中加入時序約束的目的：
1、給quartusii 提出時序要求；
2、quartusii 在布局布線時會盡量優(yōu)先去滿足給出的時序要求；
3、STA靜態(tài)時序分析工具根據(jù)你提出的約束去判斷時序是否滿足的標(biāo)準(zhǔn)。

舉個形象的比喻：就好比我要讓代工廠（類比quartus ii）給我加工一批零件，要求長寬高為10x10x10cm，誤差不超過1mm(類比時序約束條件)。代工廠按要求（即約束條件）開始進(jìn)行生產(chǎn)加工，工廠為了不返工，肯定會盡量生產(chǎn)出達(dá)到我要求的零件。當(dāng)加工完成后，質(zhì)檢員（類比STA靜態(tài)時序分析工具）按我給出的要求進(jìn)行檢驗看是否滿足要求。要是工廠想盡了各種辦法也不能達(dá)到我給出的要求，那么就是我給出的要求太高了（即時序約束中的過約束），要是我給出的要求太低（比如說加工成方形就行，而沒有指出長寬高），那么工廠很容易就生產(chǎn)出來了，但這并不是我想要的，這是由于我給出的約束太松 即相當(dāng)于時序里的 欠約束。

quartus ii里的靜態(tài)時序分析（STA）：是套用特定的時序模型，針對特定電路分析其是否違反設(shè)計者給定的時序限制。說白了就是檢查fpga內(nèi)部所有寄存器的建立時間保持時間是否滿足spec給定的要求。

1、Data Arrival Time 數(shù)據(jù)到達(dá)目的寄存器REG2時間

2、Clock Arrival Time 時鐘到達(dá)目的寄存器REG2時間

3、Data Required Time 數(shù)據(jù)需求時間-Setup

指數(shù)據(jù)需要在需求時間前到達(dá)目的寄存器，否則不滿足建立時間關(guān)系，不能被正確采樣。

最大延遲是防止數(shù)據(jù)來的太慢 ，當(dāng)時鐘沿已經(jīng)到來時，數(shù)據(jù)還沒到，這樣就不能在上升沿被寄存器正確采樣。

4、Data Required Time 數(shù)據(jù)需求時間-Hold

指數(shù)據(jù)在時鐘鎖存沿到達(dá)后，必須保持一段穩(wěn)定的時間，使數(shù)據(jù)被正確采樣。做最小延遲約束是為了防止數(shù)據(jù)傳輸過快，使得寄存器還在鎖存上一個數(shù)據(jù)時，下一個數(shù)據(jù)就來了，使得上次鎖存數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤。

所以 保持時間必須小于 tco+tlogic(組合邏輯延時)，這里 tco+tlogic(組合邏輯延時)就是數(shù)據(jù)從源寄存器到目的寄存器的時間。

5、時序裕量slack

Setup Slack=Setup Required Time - Data Arrival Time

Hold Slack=Data Arrival Time - Hold Required Time

時序裕量為正 表示時序滿足時序約束條件，為負(fù)，時序不滿足。

6、Input Delay 輸入最大最小延遲

Input Delay=數(shù)據(jù)路徑延遲-時鐘路徑延遲+utco(外部器件)

輸入延遲 Input Delay=Data Arrival Time-Clock Arrival Time
=launch Edge+Tclk1+uTco+Tdata-latch edge-Tclk2

數(shù)據(jù)相對于時鐘到達(dá)目的寄存器的時間差值。即數(shù)據(jù)和時鐘從同一時間點（launch）開始，到達(dá)目的寄存REG2的時間差。

數(shù)據(jù)到達(dá)REG2走的路徑延時是：時鐘從launch開始 經(jīng)過Tclk1的延遲到達(dá)REG1，REG1在時鐘沿來之后，經(jīng)過Tco的時間把數(shù)據(jù)送出REG1，然后數(shù)據(jù)再經(jīng)過路徑延遲Tdata 到達(dá)REG2的數(shù)據(jù)管腳。

時鐘到達(dá)REG2走的路徑延時是：時鐘也從同一時間點（launch）開始，經(jīng)過路徑延遲Tclk2就到達(dá)REG2的時鐘管腳。
輸入最大延遲是約束為了滿足寄存器的建立時間，輸入最小延遲是位了滿足寄存器的保持時間。

Input Maximum Delay=Data Arrival Time最大值-Clock Arrival Time 最小值

“fpga-centric”Input Maximum Delay<=tclk-tsu(fpga)

Input Minimum Delay=Data Arrival Time最小值-Clock Arrival Time 最大值

“fpga-centric” Input Minimum Delay>=th(fpga)

7、output Delay 輸出最大最小延遲

output Maximum Delay=外部器件tsu+數(shù)據(jù)路徑最大延遲-時鐘路徑最小延遲

output Minimum Delay=外部器件th+數(shù)據(jù)路徑最小延遲-時鐘路徑最大延遲

8、Fmax

指設(shè)計能運(yùn)行的最高頻率，即周期為最小時，頻率最大
當(dāng)Setup Slack=0時，系統(tǒng)剛好滿足建立時間，此時周期為最小值。
period=tco+data_delay+tsu-tskew

編輯：hfy