Vivado约束指导手册
Vivado约束指导手册输入端口到输出端口路径在从输入端口直接到输出端口的路径上,数据:不需要在器件内部锁存(atch),直接从输入端口到输出端口。他们通常被称为ln-to-out数据路径端口时钟可以是虚拟时钟也可以是设计时钟路径举例图3-1描述了上面所有的路径,在此例图中,设计时钟CLKo可被用作端口时钟,这样既可以约束D|N延时也可以约束DOUT延时FPGA DEVICEBoardDeviceInternal Delay REGAData Path DelayREGB Internal DelayBoardDINi DOUT Device○A4InpOutputDelayBUFGPort ClockCLKOPort clockIn-2-out Data PathFigure 3-1: Path Example时钟路径部分每一个时钟路径由三个部分组成:源时钟路径数据路径目标时钟路径源时钟路径源时钟路径是由源时钟从它的源点(典型的是输入端口)到发送时序单元的时钟引脚之间的路径。对于从输入端口起始的时序路径来说,就不存在源时钟路径数据路径对内部电路,数据路径是发送时序单元和捕捉时序单元之间的路径发送时序单元的有效时钟管脚称为路径起始点捕捉时序单元的数据输入管脚称为路径结束点对于输入端口路径,数据路径起始于输入端口。输入端口是路径的起始点对于输出端口路径,数据路径结朿语输岀端口。输岀端口是路径的结束点。目标时钟路径目标时钟路径是由目标时钟从其源点(典型的是输入端口)到捕捉时序单元的时钟管脚之间的路径。对于结束于输出端口的时序路径,就没有目标时钟路径图3-2显示了3段典型的时序路径REGAData PathREGBEndpointSource Clock PathStartpointDestination Clock PathFigure 3-2: Typical Timing PathSetup和Hold分析vⅳ ado ide分析时序并且在时序路径终点时候报告时序裕量。时序裕量是指在时序路径终点数据要求时间和抵达时间的差异。如果裕量为正,从时序的角度考虑此路径是有效的。Setup检查为了计算数据所需的 setup时间,时序引擎:1.决定源时钟和目的时钟之间的普通周期。如果没有被发现,为分析考虑多达1000个时钟周期。2.检查覆盖普通周期上的起始点和终点所有上升和下降沿。3.在任何两个有效 active沿之间的最小正差值dela。这个deta被称为 setup分析的时序路径要求Setup路径要求示例假象2个寄存器之间的一条路径,这些寄存器由其相应时钟上升沿触发。这条路径有效的时钟沿只有上升沿。时钟定义如下:.clko周期6nsck1周期4nsCommon periodclko launch edgesSetup(1)Setup(2)clk1 capture edgesOns 2ns 4nss 8n5 10ns 12nsFigure 3-3: Setup Path Requirement Example图33显示有2个单独的源和目的时钟沿有资格受到 setup分析: setup(1和 setup(2):源时钟发送沿时间:0ns+1*T(ck0)=6ns目的时钟抓取沿时间:0ns+2*(ck1)=8nsSetup Path Requirement=抓取沿时间-发送沿时间=2ns在计算路径要求时候,需要考虑2个重要的点:1.时钟沿是理想的,那就是说,时钟树插入延迟不在考虑之内2.默认时钟在0时间点是 phase-aligned,除非他们的波形定义引进了 phase-shit。异步时钟相位关系未知。时序引擎在分析其间路径时候会考虑默认值。关于异步时钟的更多内容看下部分Setup分析数据要求时间Setup分析数据要求时间是指为了让目的单元能安全的采样数据,数据必须在这个时间点之前稳定。这个值基于:目的时钟采样沿时间.目地时钟延时源时钟和目的时钟的不确定性目的单元 setup时间Setup分析的数据抵达时间Setup分析的数据抵达时间,是指由源时钟发送的数据在路径终点的稳定时候所需要的时间。它的值基于:源时钟发送沿时间源时钟延时数据路径延时数据路径延时包括所有从起点到终点的单元(cel)和线(ne延时。在时序报告中, Vivado将 setup时序考虑为数据路径的一部分。相应的,数据到达和要求时间的公式为:Data Required Time (setup)= destination clock capture edge time+destination clock path delayclock uncertaintyData Arrival Time(setup)= source clock launch edge timesource clock path delay+ datapath delaysetup timeSetup裕量是指要求时间和实际抵达时间的差值:Slack (setup)= Data Required Time -Data Arrival Time在输入数据引脚寄存器上 Setup裕量为负值,说明寄存器有可能锁存到未知的值跳转到错误状态Hod检查Hod裕量的计算与 setup裕量计算直接相关。当 setup分析证明了在最悲观的情况下数据可以被安全捕捉,hold分析确保了:同样的数据不可能被前面目地时钟沿错误的抓取下一个源时钟沿发送的数据不能被用来分析 setup的目的数据沿抓取因此,为了找到hold分析的时序路径,时序引擎考虑了所有为 setup分析的源和目的时钟沿结合的可能。对每一种可能的组合,时序引擎:检查发送沿和减去一个目的时钟周期的抓取沿之间的差值.检查了加上一个源时钟周期的发送沿和抓取沿之间的差值.只保留时间差值最大的发送沿和抓取沿hold路径要求示例采用page33中 setup路径要求示例中的时钟。对于 setup分析那仅有2个可能的时钟沿组合:Setup Path Requirement (S1)=1*T(clk1)-0*T(clk0)= 4nsSetup Path Requirement (S2)=2*T(clk1)-1*T(clk0)=2ns那么相应的hod要求如下:For setup s1:Hold path Requirement (Hla)-(1*T(clk1)-1*T(clk1))-0*T(clko)=onsHold Path Requirement (Hlb)=1*T(clkl)-(0*T(clk0)+I*T(clko))=-2nsFor setup $2:Hold Path Requirement (H2a)=(2*T(clk1)-1*T(clk1))-1*T(clko)2nsHold path Requirement(H2b)=2*T(clk1)-(1*T(clk0)+1*T(clk0))=-4ns从上面可以看出最大的要求时间是Ons,这正好与源时钟和目的时钟第一次上升沿相吻合。Hold路径要求示例,page36显示了 setup检查沿和他们相关的hold检查。cIko launch edgesHla S1 H1b/H2a522bclk1 capture edgesOns 2ns 4ns 6ns 8ns 10ns 12nsFigure 3-4: Hold Path Requirement Example此例中,最终的hod要求时间不是来源于最紧的 setup要求。这是因为所有可能的 setup沿都会被考虑在内,是为了找到最又挑战性的hod要求。正如在 setup分析中,数据要求时间和数据抵达时间是基于以下条件计算的:源时钟发送沿时间.目的时钟抓取沿时间源和目的时钟延时时钟不确定性数据延时.目的寄存器hod时间Data Required Time (hold)= destination clock capture edge timedestination clock path delayclock uncertaintyData Arrival Time (hold)= source clock launch edge timesource clock path delaydatapath delayhold timeHod裕量是要求时间和抵达时间的差值Slack (hold)= Data Arrival Time Data Required Time正的时序裕量意味着即使在最悲观的情况下数据也不会被错误的时钟沿抓取。而负的hold裕量说明抓取的数据错误,而且寄存器可能进入不稳定状态。矫正( recovery和移除( removal分析矫正和移除时序检查与 setup和hold检查相似,区别就是它们应用于异步数据管脚例如set或者clear o对于异步复位的寄存器.矫正时间是异步 reset信号为了锁定新数据已经切换到它的无效状态之后,到下一个有效时钟沿之间的最小时间。移除时间是在异步复位信号安全切换到其无效状态之前,到第一个有效时钟沿之后的最小时间。下面的等式描述了这两种分析的sack是如何计算的Recovery check下面的等式描述了下面如何计算:Data Required Time (recovery ) =destination clock edge start time+ destination clock path delayclock uncertaintyData Arrival Time (recovery )= source clock edge start timesource clock path delaydatapath delayrecovery timeSlack (recovery)= Data Required Time Data Arrival TimeRemoval checkData Required Time (removal)= destination clock edge start timedestination clock path delayclock uncertaintyData Arrival Time (removal)= source clock edge start timesource clock path delay+ datapath delayremoval timeSlack (removal)= Data Arrival Time -Data Required Time正如 setup和hold检査,一个负的 recovery裕量和 remova裕量说明寄存器可能进入亚稳态,并且将未知的电子层带入设计中。定义时钟时钟数字设计中,时钟提供了从寄存器到寄存器之间可靠的传输数据的时间参考。 Vivado ide时序引擎用时钟特征来:计算时钟路径要求以裕量计算的方式报告设计时序裕量更多信息,参考时序分析这章为了得到最精确的最大的时序路径覆盖,时钟必须合理的定义。可以用下面的特征定义时钟:源时钟是指定义在时钟驱动引脚或者时钟树跟端口的时钟时钟沿可以由周期和波形特性的组合描述周期是ns级的,与描述的波形的时间周期相匹配.时钟波形是在时钟周期里,在数ns内时钟上升沿和下降沿绝对时间的列表列表必须包含偶数个值。第一个值一般与第一个上升沿吻合,除非另外指定,默认的时钟占空比是50%相位是ns。如图4-1所示,ck0周期10ns,占空比50%,相位0ns。Ck1周期8ns,占空比75%,相位2ns。CIkO: period 10, waveform =10 5]CIk1: period =8, waveform=2850%50%ClaOns5ns10ns15ns25%75%clkbOns 2ns8ns 10ns16nsFigure 4-1: Clock Waveforms Example传播【 propagated clock)时钟周期和波形特征体现了时钟的理想特征。当时钟进入FPGA器件并且经过时钟树传播时候,时钟沿会有延时而且会随着噪声和硬件特性而改变。这些特点被称为时钟网络延时( latency)和时钟不确定{ uncertainty)时钟不确定性包含下面内容:clock jitterphase error任何额外指定的不确定Vivado会默认的将时钟作为传播时钟,这意味着,这是非理想的时钟。这么做是为了提供包含时钟树插入延时和不确定性的裕量的值。特定硬件资源
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MRT用户手册（中文）
MODIS REPROJECTION TOOL（MRT）中文用户手册以2011年4.1版本英文手册为基础目录自动批处理.MRT GUI(图形用户界面)重采样工具…36打开输入文件元数据检查…图幅位置:.:::::·:..::::::·:·.::::::::·:::::光谱子集40空间子集…指定输出文件42输出文件类型43重米样类型…43输出投影类型.44输出像元大小45加载或保存参数文件.…,45执行重采样…着,着看重46退出GU1.4文件格式转换46拼接工具47出版信息49联系方式49附录A:MRT参数文件格式文件命名约定50编辑参教文件50参数文件格式附录B:MR原始二进制文件.54文件命名规则.54头文件格式.54编辑头文件.提附录C:投影参数…投影参数18n曹非,非着音着音,音着音着投景参数915提示60MRT软件参数简介l999年12月,中分辨率成像光谱仪( MODIS)搭载美国宇航局(NASA)对地观测系统(EOS)平台的Tera卫星发射到太空。2002年5月,第二个 MODIS传感器搭载Aqua卫星发射。 MODIS的主要任务是对地球陆地、海洋和大气进行连续的全面观测;MOD比它的前任 AVHRR有更高的空间分辨率(250米、500米、1000米),比临轨的 Landsat7有更高的观测频率(近乎每天)。 MODIS的观测对于气候、植被、污染、全球变化以及其它很多重要的经济和环境问题的研究至关重要。MODS重投影工具( MODIS Reprojection Tool,MRT)被开发用于支持MODs陆地高级产品,这些 MODIS产品为HDF-FOS栅格文件,基于分嗝的 Sinusoidal(一种投影方式)投景2。MRT通过提供地图投影、格式转换和光谱与空间子集选项等功能方便」MODS陆地产品的应用,它被编译用于多种操作系统。MRT功能于 resample和 mrtmosaic两个可执行文件,这两个文件既可以在命令行运行,也可以在图形用户界面(GUⅠ)运行。GU在操作输入数据方面是种简便、友好的方式,而功能更强大的命令行方式主要用于满足用户海量数据处理需求。用户手册描述了如何运行 MRT resample和 mrimosaic两个程序。MRT软件参数平台MRT是一款高度可移植的软件,已在以下四种系统平台经过测试:● Windows nt+32-bit● Linux32-bitLinux 64-bit● Macintosh os X32-bit其它操作系统尽管没有经过测试,但预期是可以安装运行的(如 Windows vistaWindows7)。特定平台差异请参考 Release Notes更多MODS介绍请参见htp:/ modis gsfc. nasa. gov/.史多 HDF-EOS信息请参见htt:/Www.hdfgroup.org/和htp:/hdfeos.net4MRT软件参数(https://lpdaac.usgsgov/tools/modisreprojectiontool)界面MRT能以GU或命令行两种方式调用。GUI能满足用户对投影、格式转换或图幅拼接等功能的简单需求。同时它还可以轻松査看数据属性。基于脚本的命令行界面可进行多种命令执行,更适合大批量数据处理。数据产品MRT目前能对所有级别的MODS陆地栅格数据进行处理(包括2G级,3级,4级)。 MRTSwath支持条带数据处理(lB级,2级)3大多数 MOIDS数据是二维的,但也有一些三维或四维数据集(例如MCD43BRDF-Albedo suite4)。MRT攴持三维和四维数据产品,目前可以将他们输出为二进制、 GeoTIFF和HDF-EOS格式的二维数据产品文件格式MRT可以将二进制或 HDF-EOS格式的MoDS陆地产品作为输入文件。MRT输出文件格式包括二进制、HDF-EOS和 Geo TIFF。二进制文件格式在附录B中有说明数据类型MRT支持8-bit,16-bit,和32-bit整数数据(不论有没有符号),以及32-bit浮点数据。输出数据类型总是和输入数据相同地图投影MRT调用通用制图变换包(GCTP5),允许使用以下地图投影类型:3 MRTSwath详细介绍https://pdaac.usgs.gov/lpdaac/tools/modisreprojectiontoolswath4 MODIS多维数据信息https://lpdaac.usgsgov/lpdaac/products/modisproductstable/brdfalbedomodelparameters/16 day 3 global 500m/mcd43alo3GCTP详细说明htt:/ gcmd. nasa. gov/records/USGS- GCTP htmlMRT软件参数● Albers equal areaequirectan gularGeographicHaammelIntegerized SinusoidalInterrupted Goode homolosineLambert azimuthalLambert Conformal ConicMercator● MollweidePolar stereographicSinusoidalTransverse mercatorUniversal Transverse mercatorMRT所用的GCTP已被修改,整合了最初00版本MODS产品所用的 IntegerizedSinusoidal投影重采样MRT有三种重采样方式: nearest neighbor(NN, bilinear(BL,和 cubicconvolution(Cc)格式转换MRT输出文件格式有多个选项。可能的输入输出格式已在上文文件格式部分说过。格式转换支持波段子集和空间子集。在做格式转换时,重采样过程会被跳过。输出投影类型及投影参数并不需要,如果已指定,将被忽略。在格式转换时,输出投影与输入投影相同,投影参数也相同。输出像元大小也和输入一样(如果指定,将被忽略),数据类型也是这样。提醒:有一个简单的命令行工具(hdf2rb)能把HDF格式转换成二进制格式。它不依赖地理信息,因此在边界图幅(下文有相关小节说明)处理中应用效果好。MRT软件参数拼接工具MRT可以在图幅投影前对多个图幅进行拼接。在GU界面,可以通过选择多个输入文件进行图幅自动拼接。输入文件先被拼接,然后投影。在命令行界面,图幅拼接通过调用 mrtmosaic进行基准转换MRT只支持有限的几种输入输出基准( datum),包括NAD27、NAD83、WGS66WGS72以及WGS84。MRT支持用户对输出基准进行参数设置。GUI界面中用户可通过下拉列表选择输岀基准。软件默认 NODATUM。如果用命令行处理,则需在参数文件中对 DATUM参数进行设置,所用的基准需要MRT支持才行。如果参数文件中 DATUM项无值,则默认 NODATUM。基准是对参考椭球体半长轴和半短轴的标准定义。如果选择 NODATUM,则用户需要对除UTM和 Geographic外所有MRT支持的投影,设置前两个投影参数(即半长轴和半短轴),这两个参数措述投影的球体信息。如果选择 NODATUM的同时,个设置半长轴和半短轴,则MRT将会运行出错。需要注意的是,除 Sinusoidal和 Integerized sinusoidal两种投影类型外,目前对任意基于球体( sphere-based)的投影,GCTP包都自动采用球体19的半径(6370997米)。如果不想用球体19的半径,则用户必须用 NODATUM选项指定半径。对于 Integerized sinusoidal和 Sinusoidal投影,用户可以指定球体半径。尽管一种数据产品可能“参考”了某一基准,但用户必须明白,基于球体的投影在技术上没有基准。任何基于球体的输出都不包含任何基准信息。它包含的只是属于球体的信息。这取决于用户数据所参考的基准。并且, GCTP/Geolib软件在初始基准未知的情况下不能提供基准转换功能。因此,如果一种产品输出时没有基准,它就不能再用MRT转换成其他基准了基准值将被用于输出HDF-EOS, GCoTIFF和二进制文件。基准会在HDF文件中指定,尽管HDF-EOS不支持基准(根据HDF-EOS文档,HDF-EOS文件被假定参考WGS84)∏MRT知道了输入输出基准,并确定基准/投景参数组合有效,则重投影和基准转换叮执行。以卜是将SⅣN( MODIS数据所用投影类型)数据转投影为其它特定投影和基准输出的步骤。MRT软件参数用GCTP将输入数据投影到 Geographic投影。2.在 Geographic投影中将输入基准转换为输出基准。3.从 Geographic投影转到输出投影。步骤2和步骤3都通过调用 Geolib实现。如果输入数据不是SIN投影,则 Geolib在重投影和基准转换中只调用一次。光谱子集HDF-EOS输入文件一般包含多个图层,这被称为科学数据集(SDS)术语“SDS”可与本文中的术语“波段(band)”互换。输入波段集的仼意子集都冂以做重投影。默认重投景所有波段。空间子集个空间子集由矩形的两个角(左上角和右卜角)定义。这些角可以由输入绎纬度坐标,或输入行列数,或输岀投影的坐标来确定。默认用元数据中对边界矩形的措述来投影整个输入图像。输出像元大小MODIS实际空闾分辨率取决于卫星轨道位置,因此输入像元大小与所宣称的有定出入。比如,250米的产品实际包含231.7米的像元;500米的产品实际上有463.3米的像元;1000米的产品有926.6米的像儿。除非指定,MRT默认输出像元大小与输入像元大小相同。除输出Gε ographic地图栅格时像元大小以度来计量外,像元大小单位都是米。GUI中指定输出像元大小后,各波段输出像元大小相同;命令行中可以对不同波段设置不同的像元大小。参数文件不论是通过GUI调用,还是通过命令行调用,MRT都是在参数文件指挥下运行的。参数文件中有软件运行所需的各种信息,这些信息影响输入文件读取、投影转换以及结果输出等。参数文件包含输入输岀文件的文件名、文件格式、光谱与空间子集信息、输出投影类型、输出投影参数、输出的UTM带号(如果需要)输出重采样炎型、输出像元大小。参数文件能通过 MRT GU自动生成,并可保MRT软件参数仔以用于后续GUI或命令行运行。参数文件的文件名后缀为“,prm”,是 ASCII文本格式,可在仼意文本编辑器中创建或编辑。如果用户希望构造一个参数文件用于命令行执行,推荐从GUI创建基本参数文件开始,根据需要调整参数,以避免运行出错。参数文件格式在附录A中有描述元数据MRT从输入文件中提取文件相关信息,并在GUⅠ中显示,包括可用波段数量、数据类型、行列数、以及左上角和右下角位置。只能为输入的HD-EOS文件写输岀文件元数据(二进制输入文件不行)。输出的HDF文件包含输出元数据与原始输入文件元数据。输入结构( structure),核心(core),以及归档元数据( archive metadata)信息分别存储在HDF的OldstructMetadata, OldCore Metadata和 OldArchiveMetadata属性中。背景填充如果重釆样部位大多数值都是背景填充值,则输出背景填充值。否则,重采样在非背景值部位运行,并对权重作相应调整。MRT读取每一个输入波段的“ Fillvalue”,并用该值作为输岀背景填充值。如果 Fillvalue未指定,默认为0。提醒:对于部分MODS产品,填充值很高(如65535,而非一些用户习惯的低值或负值。在这些产品中,重采样图像中非图像数据也将被背景值填充。这导致实际像元被高亮度像元围绕。角坐标输出 GeoTIFF文件中左上角(UL)指左上角像元的中心。所有其他角都使用HDF标准表示其左上角和右下角(LR)的外部范围。因此,HDF-EOS和二进制文件MRT输出坐标表示的都是角位像元的左上角。所有GUI指定输出的角坐标,状态框中的角坐标,或命令行中的角坐标,标准输出或日志文件中的角坐标,都表示像元的外部范围。(lvge表示没有读懂,详情请査阅英文说明)日志文件MRT将日志和状态信息写入屏幕显示以及日志文件。日志文件被命名为resample log,并被放在bin目录下(如C: MRT bin resample log)。MRT活动的MRT软件参数详细信息在每次运行完成后附加到日志,因此MRT每次执行的历史都是有记录的。日志是文本文件,用户可以编辑或打印重采样工具的命令行版本允许用户用=g选项指定日志文件的路径和文件名。重采样工具选项将在“命令行界面”部分详细介绍。边界图幅边界图幅给MRT带来一些难题。这些图幅出现在 Sinusoidal全球投影的外边缘部分,如下图所示。MODIS Land Sinusoidal Mapping GridHorizontal Tile Number000102030405060708091011121314151617131920212223242526272829303132333435gsss+en①这些图幅由上到下、由左到石,从00开始标记。水平图幅标号从h00到h35,垂直标号从v00到v17。 MODIS HDE-EOS数据文件名中包含指定图幅水平及垂直位置标号。如,一个覆盖佛罗里达州的图嘔可能被命名为MOD13Q1A2011042h10v060520011060132568hdf,其中,“h10v06”指明了该图幅在 Sinusoidal网格中的位置边界图幅问题边界图幅很独特,因为它们包含不能以有效经纬度在地图上显示的投影角点。例如,覆盖阿拉斯加的图幅“h10√02”理论上具有沿着 Sinusoidal地球的远东和远西边缘的角点。边界图幅环绕 Sinusoidal地球边缘,这将坐标置于了不连续的空
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