时间：2024-08-03 来源：网络搜集 关于我们 0
假期过半，同学们该准备准备收心好好学习啦！
新年伊始，再次推荐特权同学的最新力作，助力FPGA学习者，搞定FPGA时序约束与分析。京东、当当有售！
图书主题
时序约束概述
基本的时序路径
主时钟与虚拟时钟约束
衍生时钟约束
I/O接口约束
时序例外约束
多周期约束
虚假路径约束
最大/最小延时约束
序 约束好你的电路
从1984年发明FPGA，到集成处理器的Zynq系列平台，再到2018年推出的ACAP平台，2019年推出的Vitis开放工具链，Xilinx一直引领着FPGA器件和EDA工具技术的发展。近几年随着Vitis、Alveo等计算加速平台的推出，我们感受到工具对软件开发者越来越友好，没有任何FPGA开发经验的工程师也可以在Xilinx自适应计算平台上进行应用开发。同时，在Xilinx的Vivado ML 2021版本的FPGA后端实现中已经加入了机器学习的算法，以帮助开发者更好地完成复杂设计的布局布线和时序分析。这可能会给大家带来一种“错觉”，是不是将来的FPGA开发与软件开发完全一样了？不需要了解任何底层硬件也可以实现最优的FPGA设计？
其实新的工具链更多的只是帮助软件开发者加速算法的实现，其中的IP优化还是需要通过每个时钟节拍进行分析和调试才能达到最优性能。例如Xilinx的Alveo加速卡，就是利用DFX技术将PCIE、DMA等常用的IP进行优化后固定在FPGA逻辑中以达到最优的性能，这背后调用着资深FPGA工程师完成的各种设计约束文件。因此，虽然现在FPGA上的开发已经不需要所有人关注时序、接口等约束的细节，但是对于真正优秀的项目，要达到最优的成本性能比，仍然需要对其FPGA设计进行多轮的时序优化。
时序是数字电路中最关键的概念，时序约束是保证整个系统工作的基本规则，类似于交通灯的作用。在简单逻辑实现的时候，我们只需要组合逻辑，也就是可以没有交通灯。可一旦路口较多，车流量很大，即电路逻辑一旦复杂，就需要交通灯来控制协调，保证每个时序节拍完成一定的工作，加快执行效率，否则整个交通（电路）的效率就会被最慢的堵塞路径降低了。同时在FPGA中有极其丰富的触发器（FF）资源和布线路径资源，这也为优化时序电路提供了天然的资源，通过插入FF流水线等时序电路的技术，可以大幅提高整体电路设计的性能。
特权同学（吴厚航）的这本书从为什么要有时序约束入手，结合多年工程实践经验，经过整理总结，讨论分析了建立和保持时间、I/O时序约束、多周期路径约束等常见的时序约束，同时也包括了欠约束、虚假约束等不常被新手注意或深入理解的约束设计。书稿继续保持了特权同学著作的一贯特点——注重实操，通过图片、示例、报告分析等手把手地将知识点传授给读者。
非常钦佩特权同学在繁忙的工作之余，继续为社区广大FPGA爱好者提供如此“干货”的学习资料，对于真正想了解FPGA设计、优化FPGA设计的读者而言，认真地掌握和理解这些约束是大有裨益的。这本书不仅适合FPGA硬件电路开发者学习，对于在FPGA上利用高层工具进行算法实现、应用开发的工程师，不妨也读读此书，有助于在软件应用设计的同时也能感受到时钟和时序的跳动，知己知彼方能达到最优化的系统性能。
Xilinx大中华区教育与创新生态高级经理
陆佳华 2021年8月于上海
序 精雕细硺出工匠
与厚航共事近十年，一起研发了数款获得巨大商业成功的医疗影像产品。厚航在工作中勤勤恳恳、高度自律，专注技术、潜心钻研，且总是积极乐观地面对一切挑战，工作质量无可挑剔；在日常交往中，厚航待人温和谦让，不计较个人得失，让人如沐春风。有幸为厚航精心创作的图书写序言，我感到非常自豪。
伴随近些年的很多热门应用，FPGA技术逐步火热起来，相关书籍汗牛充栋，但大多是对芯片数据手册、应用笔记的翻译与扩充。FPGA时序约束与分析虽然很重要，但鲜有关注者，厚航将自己这方面多年的工程实践经验和心得汇集、提炼成册，丰富了技术人员的学习资源。
FPGA时序约束与分析是一项细致、精深且烦琐的工作。很多设计者虽然知道时序分析的概念，但由于理解不够透彻，在面对复杂多变的实际工程应用时无法融会贯通，往往生搬硬套某些参考设计或仅做一些基本的时序约束，无法全面准确地进行时序约束与分析。在大多数情况下，这样的设计也能工作，但其稳定性、鲁棒性可能就不尽如人意了，产品档次也一落千丈。本书文笔清新、引人入胜，在介绍略显枯燥的理论知识的同时，配套大量简单易懂的工具以及工程应用实例，帮助读者充分理解和掌握基本知识点，达到学以致用的目的。
中国目前正面临全球贸易摩擦的挑战，为了确保经济持续发展，国家大力提倡产业升级，其核心是技术升级，亦即技术创新与自主知识产权。要成功实现这个目标，需要一大批像厚航这样踏实肯干、勤学上进的技术专家在各个领域刻苦耕耘、厚积薄发，把技术细节打磨到极致，不断研发出创新、高品质的高科技产品。作为一本呕心沥血之作，希望本书能在中国电子技术领域影响一批人，给当下浮躁的社会带来一股潜心钻研技术的清风，促进国内涌现出更多优秀的技术专家。
资阳联耀医疗器械有限公司董事长、创始人
王贵建 2021年8月于上海
