诚心求教一个用延时的时钟采样的设计

xiaoyeah

我做的项目里有这么一处特殊的设计，有一个spi端口的输入时钟sck，将这个sck延时了若干ns产生出了sck_d，用sck触发产生了信号A，A经过了一个组合逻辑产生信号B，这个信号B需要被sck_d相对于sck的同一个沿采样，想请教各位后端高手：
1.这个时钟的延时应该怎么实现呢？我尝试写了很多inverter，但综合时貌似被优化掉了
2.在做综合和STA时，应该怎么设置来检查timing，保证A经过组合逻辑后能被sck_d准确采样呢？或者说工具能不能检查这种特殊的采样呢


这个问题困扰我很久了，诚心求教，感激涕零！下图为该设计的时序图

jun_dahai

在可约束设计中，是禁止这么去设计电路的
这里，有一个关键时钟sck_d，在约束文件里是很难被准确创建的，它相对于sck的相位延迟存在很大的不确定性
建议使用sck的上升沿产生信号A，然后再使用sck的下降沿去采用其逻辑输出

xiaoyeah

回复 2# jun_dahai


   谢谢大神的回答！是这样的，那个sck的最后一拍是只有上升沿，没有下降沿的，所以只能用sck的delay来采样数据。
看了您的回复，觉得可能是没法通过工具来检查了。我打算在做STA的时候，把sck和sck_d设为false_path。然后在做CTS的时候，在sck和sck_d间插入尽可能多的buffer，您看这样可行吗？

bjzhaoxh77

这些东西用数字逻辑实现很不稳定，不建议使用。

jun_dahai

回复 3# xiaoyeah


    如果你非要这么设计，在门级网表后期处理是可以的
    但是针对工艺的影响，建议留有更大的延迟余量，在sck和sck_d之间，进而提高产品良率
    不过作为一名严谨的研发人员，你这种设计方法不提倡
    结合我个人的经验，应该是存在别的方式，能够达到你的要求的，你不妨再仔细考虑一下

xiaoyeah

回复 5# jun_dahai

多谢耐心的回答。该设计从纯逻辑角度来讲，确实很难有更好的办法。但我觉得您说的很对，用数字后端的方式去调节那个延时，确实存在不确定性。我在考虑将sck通过数字端口引出来，用模拟电路的方式去实现这个延时，然后再通过端口引回数字电路部分，不知这样是否能够更加可控？
谢谢！

jun_dahai

回复 6# xiaoyeah


    有一个折中的方法：
    比如，使用STDCell组合几组延迟单元，然后串联起来，同时设置一个选择端口，通过软配置可以选择多种组合
    使用这种结构去控制sck和sck_d的相位关系，有两种好处：
    1. 便于配置合适的相位关系；2. 便于加速测试；3. 缺点就是可能存在较多的冗余单元


     还有一种特定方式：
     如果该设计的有且只有一条路径，或者存在明显的关键路径，可以使用该路径作为参考路径。使用同样的单元，再增加一定的延迟单元作为sck->sck_d的传播路径。好处就是相位关系控制的较为准确，缺点就是实用面窄，并且需要分析关键路径（门级网表）

xiaoyeah

回复 7# jun_dahai


  我觉得您提供的第一种方法非常好，增加了调试的灵活性，打算尝试一下。还想请教一下，我如果直接在rtl中调用工艺库里的standard cell，比如串联10个inverter，做综合的时候应该不会被优化掉的吧？

djqlyy

你用的是FPGA吗？可以用DCM产生新的时钟sck_d，而且XILINX的FPGA还有IODELAY单元用来延时

acgoal

回复 8# xiaoyeah


   如果功能满足的话，为何不用异步FIFO，简单粗暴的解决问题。如果不能用，那么设置clk_d为generated clock from clk，这样工具应该能分析到FLOP B的时序是否满足吧。