同步时序基础

一条同步路径

flowchart LR
  R1["源寄存器"] -->|"Tco"| L["组合逻辑 + 布线延迟"] --> R2["目的寄存器"]
  C["时钟"] --> R1
  C --> R2

建立检查要求数据在下一个有效时钟沿之前足够早地稳定：

Tclk >= Tco + Tlogic + Trouting + Tsetup + clock_uncertainty

保持检查要求数据在当前采样沿之后继续稳定一小段时间。建立违例通常通过降低逻辑深度、流水化或改善布局解决；保持违例不能靠降低时钟频率解决。

读懂时序报告

指标	含义	判断
Slack	要求时间减实际到达时间	>= 0 才通过
WNS	最差负裕量	首先处理最差路径
TNS	所有负裕量之和	反映违例规模
Unconstrained paths	未被约束的路径	不能当作“无需检查”

达到 0 负裕量只是最低签核条件，还要确认所有主时钟、生成时钟、I/O 和跨时钟路径都被正确识别。

亚稳态

异步输入或跨时钟域信号可能在目的寄存器采样窗口内变化，使寄存器进入暂时不确定状态。亚稳态不能被逻辑完全消除，只能把传播概率降到可接受水平：

• 单比特电平：使用两级或更多级同步器。
• 脉冲：用握手、脉冲展宽或 toggle 同步。
• 多比特数据：用异步 FIFO 或握手保持数据稳定。
• 复位：通常异步置位、同步释放，并分别在各时钟域处理。

关键判断

• 功能仿真通过不代表时序通过。
• 时钟不是普通数据线；应使用专用时钟资源和正确约束。
• set_false_path 不是修复工具，只能用于确实不需要时序检查且结构已经安全的路径。
• 时序收敛应从架构、流水和约束入手，而不是盲目增加综合“努力等级”。