Продвинутый курс по XDC и статическому временному анализу в Vivado Design Suite для пользователей ISE

Описание курса
Данный курс поможет опытным пользователям ПО ISE овладеть работой в среде проектирования Vivado Design Suite. На занятиях студенты изучат механизмы работы с исходными базами данных и статического временного анализа (STA). В программу курса включены такие аспекты, как применение Tcl для навигации по проекту, использование проектных ограничений формата XDC и создание временных отчетов. Также изучаются вопросы определения временных ограничений для входных/выходных регистров в режиме SDR, DDR, интерфейсов source-synchronous и system-synchronous.Помимо этого, слушатели научатся задавать path-specific, false path, и min/max временные ограничения, а также узнают о приоритетах временных ограничений. На занятиях изучаются средства создания скриптов в Vivado Design Suite и демонстрируется использование скриптов в проектном режиме.

Кроме того, студенты смогут освоить наиболее современные приёмы проектирования на FPGA и получат опыт, гарантирующий успешную работу в Vivado Design Suite. Полученные на занятиях навыки позволят повысить производительность и надежность разрабатываемых проектов. В этом аспекте рассматриваются такие вопросы, как системный перезапуск проекта, цепи синхронизации, оптимальное кодирование на HDL и технологии оптимизации временных параметров в среде разработки Vivado. Информация этого курса входит в состав темы под общим названием “Методология проектирования UltraFast”. Также приводится контрольный список методологии проектирования UltraFast.

Продолжительность
3 дня

Кому будет полезен курс?
Действующим разработчикам на Xilinx ISE Design Suite

Что нужно знать заранее?
• Настоятельно рекомендуется пройти обучение по курсу "Vivado для пользователей ISE Project Navigator"
• Владение HDL (VHDL или Verilog)
• Опыт цифрового проектирования

Программное обеспечение
Vivado Design Suite

Аппаратные ресурсы
Архитектура: UltraScale и FPGA 7 серии
*В данном курсе основное внимание уделяется архитектуре FPGA серий UltraScale и 7

По завершении курса вы будете иметь все необходимые навыки для того чтобы:
• Используя списки фильтров объектов, осуществить доступ к исходным объектам из базы данных проекта
• С помощью параметров setup и hold проверить и описать компоненты временного отчета
• Задавать соответствующие ограничения по входу и выходу и создавать временные отчеты, включающие в себя входные и выходные маршруты
• Понимать, как вариации процесса производства влияют на временной анализ, а также иметь представление о том, каким образом min/max информация временного анализа отображается во временном отчете
• Описывать все доступные опции команд: report_timing и report_timing_summary
• Применять и модифицировать в проекте соответствующие временные ограничения на входные/выходные пути для интерфейсов source-synchronous и system-synchronous
• Осуществлять анализ временного отчета для определения центрального положения фронта тактового сигнала в окне данных
• Создавать скрипты для маршрутов в проектном и непроектном режимах
• Описать контрольный список методологии проектирования UltraFast
• Определить ключевые области оптимизации вашего проекта для обеспечения его соответствия поставленным задачам и реализации требуемых параметров функционирования
• Определять проект с корректно заданными временными ограничениями
• Оптимизировать HDL код для эффективного использования ресурсов FPGA и обеспечения требований к параметрам быстродействия
• Уметь реализовывать функцию сброса, без ухудшения надежности и снижения быстродействия проекта
• Создавать более надежный проект, менее уязвимый в части метастабильности и в последующем требующий меньше времени на отладку
• Уметь использовать технологию достижения требуемых временных параметров в среде проектирования Vivado Design Suite
• На базе изученного материала и опыта, полученного в процессе выполнения лабораторных работ, эффективно использовать приёмы методологии проектирования UltraFast

Структура курса

День 1
• Методология проектирования: UltraFast: Обзор - введение в методологию проектирования UltraFast
• Методология проектирования: UltraFast: Современные технологии – методические рекомендации по использованию современных технологий
• Мастер задания временных ограничений: использование мастера задания временных ограничений для определения недостающих временных ограничений в проекте
• Редактор временных ограничений – обзор средств редактирования временных ограничений
• Обзор временных отчётов в среде разработки Vivado – генерация и использование отчётов для выявления путей, не удовлетворяющих требованиям по временным ограничениям
• Ограничения по тактовым сигналам (основные сведения) – задание ограничений для тактовых сигналов и выполнение временного анализа
• Отчёт о взаимодействии тактовых доменов – Применение отчета report_clock_interaction для определения взаимодействия между тактовыми доменами
• Отчёт по тактовым цепям – использование отчёта report_clock_networks для просмотра первичных и сгенерированных тактовых сигналов

День 2
• Временные ограничения по входам/выходам и виртуальные тактовые сигналы – задание временных ограничений для интерфейсов ввода/вывода и выполнение статического временного анализа
• Отчёт Timing Summary: Использование отчета timing_summary_report после имплементации для определения параметров быстродействия
• Анализ параметров Setup и Hold Time – описание временного анализа по Setup и Hold
• Сгенерированные тактовые сигналы - Использование отчета report_clock_networks для выявления наличия сгенерированных тактовых сигналов
• Ограничения Clock Group – Применение ограничения set_clock_groups для асинхронных тактовых доменов
• Основные сведения по Timing Exception – ограничения Timing Exception и использование их для тонкой настройки временных параметров проекта
• Цепи синхронизации – Применение цепей синхронизации для передачи сигналов между тактовыми доменами
• Отчёт Report Datasheet – Использование отчета report_datasheet для определения оптимального запаса времени по Setup и Hold для входных/выходных интерфейсов

День 3
• Работа с временными ограничениями «baselining» - Рекомендуемый Xilinx порядок работы с процедурами baselining для последовательного достижения требуемых временных характеристик проекта
• Конвейеризация – Использование конвейеризации для повышения быстродействия проекта
• Сценарии для входных/выходных временных параметров – Обзор различных сценариев для входных/выходных временных параметров, таких как интерфейсы source-synchronous и system-synchronous, прямой и MMCM захват, выравнивание данных по центру или фронту
• Source-Synchronous интерфейс – Применение ограничений на задержу по входу/выходу и выполнение статического временного анализа для source-synchronous, (DDR) интерфейса
• System-Synchronous интерфейс - Применение ограничений на задержу по входу/выходу и выполнение статического временного анализа для входного system-synchronous интерфейса
• Приоритет временных ограничений – Определение приоритета временных ограничений
• Анализ «что если?». Разъяснение процесса временного анализа при использовании мультиплексора тактовых частот
• Введение в Floorplanning - Введение в Floorplanning и использование Pblock при Floorplanning Оптимизация на физическом уровне – применение оптимизации на физическом уровне для достижения требуемых временных параметров