RGMII时序约束

RGMII是以太网MAC连接PHY的一种接口，可以实现10/100/1000M网络速度，在FPGA系统中比较常见。RGMII在1000M模式下是双沿采样，而且要求采样端是center-aligned，所以其时序约束是比较复杂的。

下面分TX和RX来描述其时序约束应该怎么写。

TX：

通常的做法是使用ODDR实现双沿采样时序，如下图示。时序约束的重点是搞清楚有效的时序分析关系。对setup来说，分析上升沿到上升沿（RR），以及下降沿到下降沿（FF）；对hold来说，分析上升沿到下降沿（RF），以及下降沿到上升沿（FR）。

TX的时序约束脚本：

##---------------------- TX ----------------------##
## clk_0 and clk_90 are derived clocks from PLL, so no need to re-define them. 
## create a forward captrue clock
create_generated_clock -name rgmii_txc -source [get_pins ${rgmii_oddr_hier}u_ODDRE1_rgmii_txc/C] -multiply_by 1 [get_ports $src_rgmii_txc]
 
## TX: *_TXD and *_TX_CTL are synchronous to *_TXC, which is a dual-edge clock.
##     Desired serup launch and capture relationship: RR and FF.
##     Desired hold launch and capture relationship: RF and FR. 
set_output_delay  -clock rgmii_txc  -max  1.0 [get_ports PAD_RGMII_TX_CTL]
set_output_delay  -clock rgmii_txc  -min -0.8 [get_ports PAD_RGMII_TX_CTL]
set_output_delay  -clock rgmii_txc  -max  1.0 [get_ports PAD_RGMII_TX_CTL] -clock_fall -add_delay
set_output_delay  -clock rgmii_txc  -min -0.8 [get_ports PAD_RGMII_TX_CTL] -clock_fall -add_delay
set_output_delay  -clock rgmii_txc  -max  1.0 [get_ports PAD_RGMII_TXD*]
set_output_delay  -clock rgmii_txc  -min -0.8 [get_ports PAD_RGMII_TXD*]
set_output_delay  -clock rgmii_txc  -max  1.0 [get_ports PAD_RGMII_TXD*] -clock_fall -add_delay
set_output_delay  -clock rgmii_txc  -min -0.8 [get_ports PAD_RGMII_TXD*] -clock_fall -add_delay

RX：

使用IDDR+一级FF做双沿采样，如下图示。对setup来说，分析上升沿到上升沿（RR），以及下降沿到下降沿（FF）；对hold来说，分析上升沿到下降沿（RF），以及下降沿到上升沿（FR）。

 RX的时序约束脚本：

##---------------------- RX ----------------------##
## create a virtual launch clock outside of FPGA
create_clock -name vir_rgmii_rxc    -period [expr $GMAC_RX_PERIOD]
## create capture clock on RXC PAD, which is +90 degrees shifted relative to launch clock
create_clock -name rgmii_rxc        -period [expr $GMAC_RX_PERIOD]   [get_ports $src_rgmii_rxc]  -waveform {2 6}
 
## RX: *_RXD and *_RX_CTL are synchronous to *_RXC, which is a dual-edge clock.
##     Desired setup launch and capture relationship: RR and FF.
##     Desired hold launch and capture relationship: RF and FR. 
set_input_delay   -clock vir_rgmii_rxc  -max  0.5 [get_ports PAD_RGMII_RX_CTL]
set_input_delay   -clock vir_rgmii_rxc  -min -0.5 [get_ports PAD_RGMII_RX_CTL]
set_input_delay   -clock vir_rgmii_rxc  -max  0.5 [get_ports PAD_RGMII_RX_CTL] -clock_fall -add_delay
set_input_delay   -clock vir_rgmii_rxc  -min -0.5 [get_ports PAD_RGMII_RX_CTL] -clock_fall -add_delay
set_input_delay   -clock vir_rgmii_rxc  -max  0.5 [get_ports PAD_RGMII_RXD*]
set_input_delay   -clock vir_rgmii_rxc  -min -0.5 [get_ports PAD_RGMII_RXD*]
set_input_delay   -clock vir_rgmii_rxc  -max  0.5 [get_ports PAD_RGMII_RXD*] -clock_fall -add_delay
set_input_delay   -clock vir_rgmii_rxc  -min -0.5 [get_ports PAD_RGMII_RXD*] -clock_fall -add_delay
 
set_false_path  -rise_from [get_clocks vir_rgmii_rxc] -fall_to [get_clocks rgmii_rxc] -setup
set_false_path  -fall_from [get_clocks vir_rgmii_rxc] -rise_to [get_clocks rgmii_rxc] -setup
set_false_path  -rise_from [get_clocks vir_rgmii_rxc] -rise_to [get_clocks rgmii_rxc] -hold
set_false_path  -fall_from [get_clocks vir_rgmii_rxc] -fall_to [get_clocks rgmii_rxc] -hold