Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » PDF-файлы » Вводная лабораторная по временному анализу схем (Altera University Program)

Вводная лабораторная по временному анализу схем (Altera University Program)

PDF-файл Вводная лабораторная по временному анализу схем (Altera University Program) Математические модели и методы синтеза СБИС (39847): Лабораторная работа - 6 семестрВводная лабораторная по временному анализу схем (Altera University Program): Математические модели и методы синтеза СБИС - PDF (39847) - СтудИзба2019-05-12СтудИзба

Описание файла

PDF-файл из архива "Вводная лабораторная по временному анализу схем (Altera University Program)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "математические модели и методы синтеза сбис" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

Using TimeQuestTiming Analyzer1IntroductionThis tutorial provides a basic introduction to TimeQuest Timing Analyzer. It demonstrates how to set up timingconstraints and obtain timing information for a logic circuit.The reader is expected to have the basic knowledge of Verilog hardware description language, as well as the basicuse of the Altera Quartus II CAD software.Contents:• Introduction to timing analysis• Setting up Quartus II to use TimeQuest• Using TimeQuest• Setting Up Timing ConstraintsAltera Corporation - University ProgramJanuary 20111U SING T IME Q UEST T IMING A NALYZER2BackgroundTiming analysis is a process of analyzing delays in a logic circuit to determine the conditions under which the circuitoperates reliably. These conditions include, but are not limited to, the maximum clock frequency ( f max ) for whichthe circuit will produce a correct output.

A simple example of the maximum clock frequency computation is shownin Figure 1.aDQD1 nsbDQfQ1 nscDQ1 nsdDQclockaFigure 1. A example for timing analysis.DQIn this example, flip-flops on the left-hand side drive a combinational circuit that generates an output that is later1 nsstored in the flip-flop on the right-hand side. To operate correctly, the clock frequency is limited by the delay on thelongest path in the circuit.

If weQ the clock-to-Q and setup times for each flip-flop are 1 ns, and the delayb assumeDthatin each gate is 1 ns, then the maximum clock frequency for this circuit is:f max =cD11 1 nsD== 200 MHzt c q + 3 × t and + t su 5 nsQfQComputing f max is a basic function of a timing analyzer. The timing analyzer can be used to guide Computer-AidedDesign tools in the implementation of logic circuits. For example,the circuit in Figure 1 shows an implementation of1 nsa 4-input function using 2-input AND gates. Without any timing requirements, the presented solution is acceptable.QHowever, if a user requires thed circuit toDoperateat a clock frequency of 250 MHz, the above solution is inadequate.By placing timing constraints on the maximum clock frequency, it is possible to direct the CAD tools to seek animplementation that meets those constraints.

As a result, the CAD tools may arrive at a solution shown in Figure 2.The new circuit has f max =clock250 MHz and thus meets the required timing constraints.In this tutorial, we demonstrate how to obtain timing information and how to set timing constraints using TimeQuesttiming analyzer.IMPORTANT: The example design provided with this tutorial contains exactly one clock signal. When multipleclock signals are present, the initial behavior of the analyzer differs slightly.

We recommended that readers com2Altera Corporation - University ProgramJanuary 20111 nsdQDU SING T IME Q UEST T IMING A NALYZERclockaDQ1 nsbDQ1 nscDDQfQ1 nsdDQclockFigure 2. Functionally equivalent circuit with a different logic structure.plete the tutorial using the provided example design before proceeding to use TimeQuest on their own design. Weelaborate on this issue in Section 6.3Design ExampleAs an example we will use an adder that adds three 8-bit numbers and produces a sum output.

The inputs are A , B ,and C , which are stored in registers reg_A, reg_B and reg_C at the positive edge of the clock. The three registersprovide inputs to the adder, whose result is stored in the reg_sum register. The output of the reg_sum register drivesthe output port sum. The diagram of the circuit is shown in Figure 3.The Verilog source code for the design is given in Figure 4.

Note that the ”synthesis keep” comment is included inthis code. This comment is interpreted as a directive that instructs Quartus II software to retain the specified nodesin the final implementation of the circuit and keep their names as stated. This directive will allow us to refer to thesenodes in the tutorial.To begin the tutorial open the example project. It is available in the add_three_numbers directory provided with thistutorial.Compile the example circuit to see the results of timing analysis. These results will be available in the compilationreport, once the design is compiled. In this tutorial we will use the TimeQuest Graphical User Interface to inspectthe timing analysis results.Altera Corporation - University ProgramJanuary 20113U SING T IME Q UEST T IMING A NALYZERreg_AA8D Q+reg_BB8D Qreg_sum+D Q10sumreg_CC8D QclockFigure 3.

Diagram of the example circuit.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.module add_three_numbers(clock, A, B, C, sum);input clock;input [7:0] A,B,C;output [9:0] sum;reg [7:0] reg_A, reg_B, reg_C /* synthesis keep */;reg [9:0] reg_sum /* synthesis keep */;always @(posedge clock)beginreg_A <= A;reg_B <= B;reg_C <= C;reg_sum <= reg_A + reg_B + reg_C;endassign sum = reg_sum;endmoduleFigure 4.

Verilog code for the example circuit.4Altera Corporation - University ProgramJanuary 2011U SING T IME Q UEST T IMING A NALYZER4Using TimeQuestTo start TimeQuest, select Tools > TimeQuest Timing Analyzer from the main menu. The TimeQuest window,shown in Figure 5, will appear.4.1TimeQuest Graphical User InterfaceFigure 5. TimeQuest window.The TimeQuest window consists of several sections. They include the main menu at the top, the Report pane inthe top-left corner, the Tasks pane on the left, the View pane on the right, and the Console display at the bottomof the window.

The main menu is used to interact with the TimeQuest tool and issue commands. The Report panecontains any reports generated when using the tool, and the Tasks pane contains a sequence of actions that can beperformed to obtain timing reports. The View pane hosts any windows that are opened, and initially contains a briefdescription of each part of the TimeQuest GUI. The Console window at the bottom provides access to a commandline for TimeQuest.We will focus on two of the panes, the Tasks and the Report panes, shown in Figure 6. The Tasks pane providesa sequence of common actions that can be taken to obtain timing data for a design. These tasks include creating atiming netlist, reading a timing constraints file, performing timing analysis, generating reports and saving a timingconstraints file.

The Report pane contains reports with detailed timing information about the design. These reportsare generated using commands in the Tasks pane.Altera Corporation - University ProgramJanuary 20115U SING T IME Q UEST T IMING A NALYZERFigure 6. TimeQuest Tasks and Report Panes.To demonstrate how to use the timing analyzer, we go through a set of basic steps to obtain timing data for theexample design.

Begin by double-clicking the Create Timing Netlist command in the Tasks pane to create a timingnetlist, which will be used to perform the analysis. Then double-click Read SDC File to instruct the analyzer toread a Synopsys Design Contraints (SDC) file and apply the constraints during analysis. Specifying the constraintsenables the analyzer to determine which parts of the design will operate correctly and which will not. Initially, noconstraints are specified and the default constraint of 1 GHz on the clock signal is applied automatically. Third,double-click the Update Timing Netlist command to use the specified constraints to determine which parts of thecircuit fail to meet them. Once the timing netlist is updated, reports can be generated.4.2Timing Analysis ReportsTo generate a report, double-click on a report name in the Tasks pane.

For example, double-click on the SetupSummary report. This command will bring up a window in the view pane as shown in Figure 7.The setup summary report shows a summary for each clock domain. The columns in the report include slack,and total negative slack (TNS), which together indicate how well the design meets setup constraints for each clockdomain. In this case, given a 1 GHz frequency requirement, the design fails to meet the constraints because thelongest path in the design is 2.497 ns too long (from the slack column).

We can examine the timing data in moredetail by right-clicking on the row with the given clock and selecting Report Timing... as shown in Figure 8.Selecting this option opens a window shown in Figure 9. There are several fields in this window that help specifythe data to be reported. The first field is the Clocks field, which specifies the types of paths that will be reported.More precisely, it specifies the clock signal that launches the data and the clock signal that latches the data in. Forthis example, choose the signal named clock for the To and From clock fields.

This will limit the reporting to the6Altera Corporation - University ProgramJanuary 2011U SING T IME Q UEST T IMING A NALYZERFigure 7. Setup summary.Figure 8. Pop-up menu to generate a detailed timing report.register-to-register paths only.The next field is the Targets field. The Targets field further refines the report by focusing only on certain paths inthe design. We can specify the starting and the ending point of the paths of interest by filling the From and To fields.In addition, we can look at only the paths that pass through certain nodes in the design.

For this example, we leavethese fields blank to indicate that every path should be taken into account for the report.The next two fields are the Analysis type and Paths fields. The Analysis type field specifies if the report shouldcontain setup, hold, recovery, or removal information. Each of these analyses looks for distinct timing characteristicsin your design. For example, the setup analysis determines if the data arrives at a flip-flop sufficiently early for theflip-flop to store it reliably, given a clock period. On the other hand, the hold analysis determines if the data inputat any given flip-flop remains stable after the positive edge of the clock long enough for the data to be stored in aflip-flop reliably.

The Paths field specifies the maximum number of paths to be reported and the maximum slackrequired for a path to be included in the report. For this example, choose the type of analysis to be Setup and select10 paths to be reported. This will generate a setup analysis report and show 10 paths with largest negative slack (thepaths that violate the constraint the most).Altera Corporation - University ProgramJanuary 20117U SING T IME Q UEST T IMING A NALYZERFigure 9.

Timing report generation window.The next set of fields specify the Output format and the level of detail in the report. The output could be to a windowor a file. Set the Detail level to Path Only, then set the output to a window by checking the Report panel namecheck box (and not the File name check box). The window should be named Setup: clock by default, and thatname will identify the report in the report pane.Finally, the last field is the Tcl command field.

This field shows a command that will be executed to generate therequested report. You do not need to edit this field. Press the Report Timing button to generate and display thereport shown in Figure 10.The timing report in Figure 10 consists of three sections. The top part of the report contains a list of paths, includingtiming information. In particular, the column called slack shows the difference between the time a signal is requiredto arrive at a destination FF, as per the desired clock period, and the actual arrival time.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5259
Авторов
на СтудИзбе
421
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее