FPGA 时序分析 Tco 探秘 pdf

1. 何为 Tco
在 FPGA 中，Tco 有两种：
(1) 触发器 Tco
(2) 管脚输出 Tco
触发器 Tco 由 FPGA 的器件速度等级，工艺决定。一般在几百 ps 左右。管脚输出 Tco 是指从输出触
发器信号从管脚输出的延迟。本文指讨论管脚 Tco。

2. Tco 的作用
在 FPGA 和外部芯片由同步通信时，Tco 是保证系统能够工作与设定频率的重要因素。假设当前 A 芯
片输出信号到 B 芯片。为了能够使 A 芯片的数据达到 B 芯片，并且满足 B 芯片的 setup/hold 时间要求。必
须保证 ,
A 芯片的 Tco + B 芯片的 Tsu < T
3. Tco 的组成
Tco 的延迟有三部分组成：
„ 输出触发器的触发器 Tco
„ 输出触发器输出管脚到 IOE 的走线延迟
„ IOE 内部延迟
在这 3 个延迟中，触发器内部 Tco 非常小，只有几百个 ps，相对于其他两个延迟，可以忽略不计。
4. Tco 的优化
为了优化Tco , quartus 提供了一个优化选项，就是“ Fast Output Register “ 。 意思是使用IOE中的
输出寄存器直接用于逻辑寄存器。这样可以减少输出寄存器到pad的走线距离，达到优化Tco的目的。
另外，quartus 的 Tco 的计算方法和前面有所不同, quartus 的 Tco 的计算如下所示：
„ 输入时钟管脚和输出触发器时钟之间的 skew
„ 触发器内部 Tco
„ 触发器-> IOE -> pad 延迟
可以看出，3 小节提到的计算方法是以输出触发器的时钟为参考的延迟。 而 quartus 计算的方法是以
时钟输入管脚为参考。