一、前言

????????對(duì)于vivado這類使用verilog語(yǔ)言的進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的工具，軟件的時(shí)鐘規(guī)劃設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，下面將針對(duì)軟件時(shí)鐘規(guī)劃的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行一些基礎(chǔ)的說(shuō)明，了解這個(gè)也能提高自己程序設(shè)計(jì)的可靠性，以及問(wèn)題定位，本文以xilinx的xc7z100ffg900-2器件為例。

二、時(shí)鐘規(guī)劃概念

????????廣泛的來(lái)說(shuō)，時(shí)鐘規(guī)劃包含了布局，布線流程，布局是將時(shí)鐘單元在滿足設(shè)計(jì)的要求下放置于可放置的位置，布線是在布局的基礎(chǔ)下進(jìn)行時(shí)鐘模塊間的線路連接。

三、時(shí)鐘規(guī)劃的模塊

? ? ? ? ?常見(jiàn)的時(shí)鐘單元有全局時(shí)鐘緩沖器BUFG、水平時(shí)鐘緩沖器BUFH、區(qū)域時(shí)鐘緩沖器BUFR、IO時(shí)鐘緩沖BUFIO、跨區(qū)域時(shí)鐘緩沖器BUFMR

BUFG:驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘范圍為整個(gè)芯片，通常位于芯片的中央位置；

BUFH:驅(qū)動(dòng)的范圍為同水平方向相鄰的兩個(gè)時(shí)鐘區(qū)域，通常位于芯片中央的垂直方向上按區(qū)域分布

BUFR:驅(qū)動(dòng)單個(gè)時(shí)鐘區(qū)域的時(shí)鐘，通常在每個(gè)時(shí)鐘區(qū)域內(nèi)部都有；

BUFMR:驅(qū)動(dòng)垂直方向上相鄰的兩個(gè)時(shí)鐘區(qū)域，通常位于左右兩側(cè)區(qū)域分界的位置；

IO:只能用于驅(qū)動(dòng)和IO相關(guān)的時(shí)鐘；

四、時(shí)鐘規(guī)劃之時(shí)鐘單元布局

? ? 根據(jù)芯片不同時(shí)鐘緩沖器的驅(qū)動(dòng)范圍不同，劃分為不同的時(shí)鐘區(qū)域，進(jìn)入“window->Device”，查看時(shí)鐘區(qū)域劃分，如下圖，圖中共有14個(gè)時(shí)鐘區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的范圍為對(duì)應(yīng)方框的范圍，每個(gè)時(shí)鐘區(qū)域的邊界用不同顏色的線條來(lái)進(jìn)行區(qū)分，每個(gè)方框內(nèi)如X0Y6為時(shí)鐘區(qū)域的坐標(biāo)。

4.1 BUFG

? ? ? ? 在device的中間位置，可以看到bufg是垂直分布的，每個(gè)紅色小方格為一個(gè)bufg，共32個(gè)，并且BUFG不屬于任何一個(gè)時(shí)鐘區(qū)域。

• 4.2?BUFH

  ? ? ? ? 在芯片中間垂直方向，BUFH分為左右兩列，每列各12個(gè)，每列的驅(qū)動(dòng)范圍為鄰近的時(shí)鐘區(qū)域。

????????下圖為上圖針對(duì)BUFH位置放大圖，可看出左右兩個(gè)時(shí)鐘區(qū)域的分界線是將左右兩列的BUFH包含進(jìn)去了。

4.3?BUFR?

????????圖中選定的四個(gè)白色小方塊位置即為BUFR的位置，左側(cè)的AD28/AE28是IO 的位置，每個(gè)時(shí)鐘區(qū)域都有4個(gè)BUFR

4.4?BUFIO?

????? 下圖四個(gè)白色方框的位置即為BUFIO，在其右側(cè)的紅色小方框?yàn)锽UFR

? ? ? ? ?在整個(gè)芯片范圍內(nèi)，如下圖用粉紅色菱形標(biāo)注的為BUFIO的分布位置，每個(gè)區(qū)域4個(gè)BUFIO，7個(gè)區(qū)域共28個(gè)BUFIO

五、時(shí)鐘規(guī)劃之時(shí)鐘單元走線

5.1?BUFG->BUFH

? ? ? ? 大體的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)方向?yàn)锽UFG->BUFH->SWITHBOX->時(shí)鐘端口，Switchbox是芯片上的布線資源，下圖即為BUFG通過(guò)BUFH驅(qū)動(dòng)FF的圖

5.2?BUFR->FF

5.3?BUFIO->FF

????? ??BUFIO可直接通過(guò)時(shí)鐘路徑驅(qū)動(dòng)FF的clk端口