对set_input_delay和set_output_delay的理解

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前言

在FPGA设计中，端口约束分为两种，一种是管脚约束，及时把顶层模块的端口port与板卡上的物理引脚进行映射。另一种就是IO端口延时约束，目的是告诉时序分析工具信号在器件之外的延时，让它能够在一个完整的路径上进行分析，此外还要注意端口延时约束并不具有让信号延时的作用。

set_input_delay

通常来说芯片不会是自己孤零零存在，总要与外部信号进行交互。那么对于从外部进入芯片的信号，我们需要知道信号在到达芯片输入端口之前经过了多长时间。也就是假设外部存在一个触发器，在时钟有效沿之后经过Tck->q+Tcomb+Tnet的延时到达芯片的输入端口。通常来说我们不能指定输入信号到达芯片输入端口的具体时间，所以set_input_delay这条命令给我们定义了两个参数max和min来指定信号到达的最迟时间和最快时间。

对于set_input_delay -max：这条语句定义了输入信号到达端口的最迟时间，这里假设这个时间是5ns,另外假设从芯片输入端口到芯片内部第一级DFF之间存在一个延时为3ns的组合逻辑块。那么对于芯片内第一级DFF来说，只要时钟能在5+3+DFF的set_up time 之后到来就能准确采样到这个数据。设置max参数其实是为了是芯片内部第一级DFF的建立时间能够满足。
对于set_input_delay -min：这条语句定义了输入信号到达芯片输入端口的最快时间，假设这个时间是1ns,芯片端口和第一级DFF之间同样存在延时为3ns的组合逻辑，那么只要DFF的保持时间大于4ns就能保证这个最快到来的数据不会冲走之前还在采样的数据。min参数实际上是保证了DFF的保持时间能满足要求。

set_output_delay

同样的，芯片的输出端口同样需要设置合适的延时值。与input_delay不同，output_delay设置了芯片输出端口信号在被另外的component采样之前所经过的时间。刚开始学习这块内容的时候对此很不理解，想当然的把output_delay当成了芯片内部DFF到输出端口的延时，显然这样想无法保证芯片外部的部件能否正确采样数据。同样的对于output_delay，我们也不能得到一个准确的值，所以set_output_delay也有两个参数用来表示。

set_output_delay -max：max参数指定了信号在芯片外部的最大延时，假设延时为3ns，想象一下，经过最慢3ns之后数据要被外部器件的DFF采样到，意思是不是说外部DFF的建立时间要求是3ns，数据如果3ns之后到来就会引起DFF保持时间不满足。换句话说，set_out_delay -max的设置要根据外部DFF的建立时间来设置。建立时间是多少，max就设多少。
set_output_delay -min：min参数指定了信号在芯片外部的最小延时，也就是信号的最快到达时间。假设外部DFF的保持时间为2ns。那output delay因该设置成这样：set_output_delay -min -2,注意这个负号。要怎么理解呢，回顾下保持时间的定义，时钟有效沿到来后数据还需要保持稳定的时间，这其实限制了数据不能变化太快，T0时刻DFF0发出的数据不能在T0时刻被DFF1采样到，在这里就是说芯片拍出的数据最快也要在2ns后才能稳定。假设在芯片输出端口处有一个保持时间为-2的DFF,是不是就保证了从芯片内部最后一级DFF发出的数据最快也要2ns后才能稳定，以此来保证这个触发器保持时间满足？

ps: input_delay 和 output_delay虽然是约束了芯片外部数据的延时，但是对芯片内部才真正的起作用，约束了不同的delay值，会使综合工具使用不同的综合策略，要只要约怎样的delay值，还是要看具体的器件手册，以上讨论的只是单沿采样的情况。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-560850.html

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