理解Altera器件的IO输出时间.PDFVIP

理解Altera 器件的I/O 输出时间 概述： 这篇应用文档主要介绍Altera 输出时间参数，解释Altera 如何定义tCO 结果， 以及计算用户系统的输出时间的方法。 详细的时间信息可以从器件手册和 Quartus II 软件中得出，在器件手册中的 时间信息是假定的例程，并且在特定的器件中执行的。而用户执行的系统功能可 能不同，所以用户可以直接使用 Quartus II 的时间分析器（TAN ）或者TimeQuest 直接得到所设计的系统的时间信息。 当处理如tCO 等的输出时间数据，Quartus II 软件只是注意到与 FPGA 有关的 时间成分，而没有 PCB 和信号接收器件的信息。正确理解 tCO 结果和怎样用 Quartus II 软件中的时间报告对评估完整的系统时间非常重要。 tCO 时间参数： tCO 参数通常是指时钟输出延时参数，对时钟信号过后，端口寄存器或者 I/O 口出现无效信号所用的时间进行了详细的说明。对于 Altera 器件，tCO 是指从输 入引脚输入的时钟信号达到上升沿电压的 50%的开始，到输出信号在输出引脚电 平变化超过 50%的时间间隔。下面的公式具体说明Quartus II 是如何计算 tCO 。 tCO= 时钟到源寄存器延时+微处理器时钟输出延时+寄存器到引脚延时 图 1 说明在 Quartus II 软件中的 tCO 时间参数路径。 图 1 tCO 值默认输出负载配置 Quartus II 软件采用默认负载对给定引脚的 tCO 时间报告， 图2 计算输出时间 这一段讨论三种计算用户系统输出时间的方法： 1．默认tCO 2 ．PCB 延时分析 3 ．I/O 模式仿真分析 当进行系统时间分析时，用户应该注意信号从一个器件到另一个器件的延时， 而不只是控制芯片的 tCO 参数。方法 2 和 3 记述了计算两个器件之间的系统 延时的方法。下面从三方面讲解： 1）Quartus II 中的tCO 指的是，Quartus II 软件中在默认的输出模式下的 TAN 。 2 ）仿真 tCO 指的是从输出缓冲器到接收引脚之间的延时，由 IBIS 或者 HSPICE 仿真工具。 3 ）系统tCO 指的是从输入引脚的时钟信号的输入，到传输到接收器件的输入 引脚的信号接收到信号的时间。 下面图 3 给出原理框图描述三种方法。 图3 tCO 定义 方法 1：默认tCO 这种方法包括使用 Quartus II 时间分析器或者芯片手册给出的默认的输出时 间值。在大多数情况下，默认输出负载并不符合用户的系统。如果用户的系统与 Quartus II 默认的输出负载不同，则 Quartus II 软件的 TAN 给出的 tCO 值就不符合 其的系统。 因为Quartus II 软件是不清楚在输出引脚上连接的器件，所以它不能精确的 算出系统的 tCO 。因此在用户对输出时间精度要求高的情况下，就不能使用默认 的tCO 值对输出时间进行分析。 方法 2 ：PCB 延时分析 这种方法包括指定 Quartus II 软件中的输出负载和使用 rule-to-thumb 计算， 来确定用户系统的输出时间或者说是系统 tCO 。Quartus II 软件支持用户为每个输 出引脚指定输出负载，由于设置了接收器件输入引脚的电容，TAN 则可以模拟 出接收器件对每个输出引脚tCO 的影响。在Quartus II 用户可以在“分配”（目录 下的“输出引脚负载分配器”选项中，对每一个输出引脚配置负载值。