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主时钟约束

主时钟约束，就是我们对主时钟（Primary Clock）的时钟周期进行约束（告诉综合工具布局布线的标准），这个约束是我们用的最多的约束了，也是最重要的约束。

主时钟必须与一个网表对象相连，该对象代表了所有时钟边沿的开始点，并且在时钟树中向下传递；也可以说，主时钟的源点定义了0时刻，Vivado靠此来计算时钟延迟和不确定性 ；vivado会忽略所有时钟树上从主时钟上游的单元到主时钟之间的延时！

主时钟通常有两个来源：（1）板级时钟（主要是晶振）通过输入端口进入FPGA；（2）FPGA的GT收发器的输出管脚（如恢复时钟）。

主时钟只能通过create_clock命令来定义，且必须放在约束的开始，这是因为其它时序约束几乎都要参考主时钟。其基本语法如下：

create_clock -name <clock_name> -period <period> -waveform {<rise_time><fall_time>} [get_ports <port_name>]

• -name： 由设计者指定的主时钟名称，用于标识定义的主时钟，若不指定，则会默认使用<port_name>作为主时钟名称
• -period：是定义的主时钟周期，单位ns，取值必须大于0
• -waveform ：{<rise_time><fall_time>}分别代表时钟的上升沿和下降沿，用于指定占空比和时钟相位，单位为ns；若不指定，则时钟占空比默认为50%且第一个上升沿为0时刻
• get_ports表示定义的主时钟的物理节点是FPGA的物理引脚；而GT收发器的引脚则使用get_pins来定义

• 下面是一个50MHZ主时钟的例子：

• create_clock -period 20.000 -name I_Clk -waveform {0.000 10.000} [get_ports I_Clk]

  例1：引脚输入的主时钟约束

下图是一个从引脚sysclk进入FPGA的主时钟，其时钟周期为10ns，占空比50%且不存在相移。

根据主时钟约束的语法，其应该被约束为：

create_clock -period 10 [get_ports sysclk] 

该语句定义了名为sysclk的物理节点产生的时钟sysclk，其时钟周期为10ns、占空比为50%（没有定义时的默认占空比）。需要注意的是，这个实例省去了主时钟的名称，以及省去了用 -waveform参数来描述其占空比与相位关系。

类似的，假设有一个外部时钟devclk通过ClkIn进入FPGA作为主时钟，其周期为10ns，占空比25%，相移90度。该时钟根据语法应该被约束为：

create_clock -name devclk -period 10 -waveform {2.5 5} [get_ports ClkIn]

该语句定义了名为ClkIn的物理节点产生的时钟devclk ，其时钟周期为10ns、占空比为50%，第一个上升沿在时刻2.5ns而第一个下降沿则在时刻5ns。

例2：高速收发器GT的恢复时钟

时钟源由高速收发器gt0提供，如下图所示：

进入FPGA，之后经过混合时钟管理单元MMCM生成其他时钟，

以gt0发出的时钟为主时钟，其他生成时钟都有一个共同的时钟源，使用如下命令定义： 

 create_clock -name rxclk -period 3.33 [get_pins gt0/RXOUTCLK]

该语句定义了名为gt0/RXOUTCLK的物理节点产生的时钟rxclk，其时钟周期为3.33ns、占空比为50%（默认情况下的占空比）。

（使用PLL/CLOCK WIZARD 接入外界输入的时钟来保障稳定是一个常用的做法）

例3：差分时钟约束

差分时钟是指时钟是以差分形式（P端与N端）一起进入FGPA的时钟，

比如差分晶振等，这种情况只需要约束差分时钟的P端即可，N端可以被vivado自动识别到。

如果同时约束了正、负两端，反而会导致未知错误。

像上图这种差分时钟就可以这样约束（仅约束了P端）：

create_clock -name sysclk -period 3.33 [get_ports SYS_CLK_clk_p] 

MIPI里约束差分时钟的方法：

    IBUFDS
     #(.IOSTANDARD ("LVDS_25"))
     ibufds_clk_inst
     (.I          ( I_Mipi_phy_clk_p ),
      .IB         ( I_Mipi_phy_clk_n ),
      .O          ( Bufd_CLK         ));

    // High Speed BUFIO clock buffer
    BUFIO bufio_inst
     (.O ( Buff_Clk ),
      .I ( Bufd_CLK ));