什么是output_delay？

  上一篇我们讲过set_input_delay：

set_input_delay如何约束？

什么是output_delay？

顾名思义，output_delay就是指输出端口的数据相对于参数时钟边沿的延时。

对于系统同步，FPGA和下游器件是同一个时钟源，output delay的设置方式如下图所示：

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对于我们常用的源同步场景，output delay的设置方式如下图所示：

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set_output_delay语法

set_output_delay[‑clock][‑reference_pin][‑clock_fall]
[‑rise][‑fall][‑max][‑min][‑add_delay][‑network_latency_included]
[‑source_latency_included][‑quiet][‑verbose]

Name	Description
[-clock]	Relative clock
[-reference_pin]	Relative pin or port
[-clock_fall]	Delay is relative to falling edge of clock
[-rise]	Specifies rising delay
[-fall]	Specifies falling delay
[-max]	Specifies maximum delay
[-min]	Specifies minimum delay
[-add_delay]	Don't remove existing input delay
[-network_latency_included]	Specifies network latency of clock already included
[-source_latency_included]	Specifies source latency of clock already included
[-quiet]	Ignore command errors
[-verbose]	Suspend message limits during command execution
	Delay value
	List of ports

下面来详细说明一下：

-clock：input_delay一般是相对时钟而言的，而且默认是相对于上升沿，我们可以通过clock_fall参数来指定下降沿，这里的时钟可以是虚拟时钟；

-reference_pin：指定相对于某个pin上的时钟边沿，跟-clock的参数其实是一个意思，毕竟时钟也是通过pin输入进来的；

-clock_fall：指定相对于时钟下降沿

-rise：指定端口的上升转换的输入延迟

-fall：指定端口的下降沿的输入延迟

-max：最大延迟

-min：最小延迟，我们做input delay主要就是约束这两个参数

-add_delay：以增量的方式添加延迟，如果不加该参数，默认行为是替换现有的延时

-network_latency_included：表示参考时钟的网络延迟也包含在延迟中

-source_latency_included：跟上一个参数类似的含义，该参数表示时钟的源端延迟包含在延时中

-quiet：忽略指令的错误信息，即便指令错了也依然返回TCL_OK

-verbose：命令执行期间忽略消息数量的限制，就是说会返回该指令的所有的message

delay：延迟值

objects：端口列表

Vivado Timing Constraints Wizard

还是一样通过Vivado的Timing Constraints Wizard工具来进行约束会方便很多：

对应的约束如下：

set_output_delay-clock[get_clocks{clk}]-min-add_delay-1.0[get_ports{led[*]}]
set_output_delay-clock[get_clocks{clk}]-max-add_delay2.0[get_ports{led[*]}]

可以看出，对于源同步系统，output delay其实就是下游器件的建立时间和保持时间的要求。

Examples

1.输出数据比时钟延迟3ns的delay：

create_clock-nameclk-period10[get_portsclk_in]
set_output_delay-clockclk3[get_portsDOUT]

2.输入数据相对于时钟的下降沿有2ns的delay：

set_output_delay-clock_fall-clockclk2[get_portsDOUT]

3.设置延迟5ns，同时参数时钟的网络延迟也包含在内：

set_output_delay5.0-clockclk-network_latency_included[get_portsDOUT]

4.双沿时钟的约束，对上升沿和下降沿都需要进行约束

create_clock-nameclk_ddr-period6[get_portsDDR_CLK_OUT]
set_output_delay-clockclk_ddr-max2.1[get_portsDDR_OUT]
set_output_delay-clockclk_ddr-max1.9[get_portsDDR_OUT]-clock_fall-add_delay
set_output_delay-clockclk_ddr-min0.9[get_portsDDR_OUT]
set_output_delay-clockclk_ddr-min1.1[get_portsDDR_OUT]-clock_fall-add_delay

具体案例

比如某器件手册的输出时钟与数据的setup和hold要求如下图：

该时钟双沿采样，在时钟边沿到来后，结合output_delay的最大最小延迟的定义，可以知道：

最大延迟为Tsetup

最小延迟为-Thold

但需要注意的是，输出延迟的时钟位置，一般输出时钟都会经过一级BUFG，再作为数据的随路时钟输出，那我们就需要在输出的pad上先create_generate一个时钟，然后output delay是相对于该时钟进行的。

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因此output delay的约束如下：

crate_clock-nameclk_in-period10[get_portsclk_p]
create_generated_clock-name{tx_clk}-source[get_ports{clk_tx}]-multiply_by1-divide_by1{get_portsclk_p}-master_clock[get_clocks{clk_in}]-add_delay
set_output_delay-clock[get_clocksclk_tx]-min-0.8[get_portsDOUT]-add_delay
set_output_delay-clock[get_clocksclk_tx]-max1.0[get_portsDOUT]-add_delay
set_output_delay-clock[get_clocksclk_tx]-min-0.8[get_portsDOUT]-clock_fall-add_delay
set_output_delay-clock[get_clocksclk_tx]-max1.0[get_portsDOUT]-clock_fall-add_delay

因此，只要记住：

min_delay就是下游器件的 -hold time

max_delay是下游器件的setup time

如果是双沿的话，就是半个时钟周期，而且还需要对时钟的下降沿进行约束

审核编辑：彭静