一、前言

    前面已经针对Vivado时序Timing报告相关的如Minimum pulse width,datasheet等进行了详解，本文再对其中的Report CDC使用进行解说。

二、Report CDC

2.1 Report CDC

    CDC(Clock Domain Crossings)中文含义为跨时钟域，也即时序路径的launch clock和capture clock为不同的时钟，可以报告潜在的不安全的跨时钟域路径（如可能导致亚稳态或数据一致性问题）。在生成CDC报告前，必须确保设计约束合理，无缺失的时钟约束，Report CDC只会分析和报告源时钟和目的时钟被约束了的路径。

2.2 配置界面

    通过菜单栏“Reports->Timing->Report CDC”进入到Report CDC界面

配置界面如下图

相关配置项的含义如下

Results name（报告名称）:为CDC报告设置一个名称，将在Vivado的结果窗口显示

Clocks（时钟）:设置要进行跨时钟分析的时钟

a）From(起点): 指定分析的发起时钟，双击后面的选择图标（三个点）可以进入到发起时钟的设置窗口

 b）To:指定分析的捕获时钟，双击后面的选择图标（三个点）可以进入到捕获时钟的设置窗口，同发起时钟类似

Report from Cells（报告单元）: 限制CDC报告中分析包含指定单元cells的时序路径。

File Output（文件输出）:将CDC报告结果以txt文件导出到指定路径下，默认是Overwrite，即覆盖已存在的报告文件，如果选择Append则是将新的报告结果追加到已有内容的后面。

Options（选项）:

  a)Suspend message limits during command:勾选则表示忽略Messages数量限制。

  b)Ignore command errors (quiet mode):  勾选表示当执行Report CDC命令时忽略错误。

Apply Waivers（使用Waivers）: 该设置为默认配置，当生成CDC报告时，会将所有Waivers用于设计中，也可以使用Create Waiver命令将Waivers添加到设计中。

Report only waived paths:  执行CDC报告时仅有CDC路径中创建了Waiver的路径。

Ignore waivers（忽略Waivers）: 分析所有的CDC路径时不包括设计中定义了Waivers的路径。

Open in a new tab: 执行时序报告后是否在一个新的标签中打开，如果没有勾选，新的报告结果将会覆盖旧的结果

Open in Timing Analysis layout:  执行完CDC分析后是否打开布局窗口（Device窗口） 

2.3 CDC报告

CDC报告内容由General Information，Summary，CDC Detail三个部分组成

2.3.1 General Information

General Information中包含了报告类型,设计名称，器件，Vivado版本，报告运行时间，以及生成CDC报告的命令。

2.3.2 Summary

Summary分Clock pair,Type,waived三个方向来展示CDC报告

1) clock pair

Clock pair是根据时序对来分析跨时钟域路径。详细内容表格如下图

Severity：对CDC路径的风险等级分类，有Critical和Warning和Info三个级别

Source Clock：源时钟

Destination Clock：目的时钟

CDC Type：CDC类型，No common primary clock表示无共同的主时钟，Safely Timed表示有共同的主时钟，如生成时钟与主时钟的关系

Exceptions：显示源时钟与目的时钟间是否存在时序例外约束，Exceptions对应的值含义如下图

Endpoints：源时钟与目的时钟的路径上终点的数目

2) By type

Summary(by type)展示的报告如下图

Severity：跨时钟域影响大小，分为Info(信息级), Warning(告警级), Critical(严重级)

ID：不同的ID代表不同的类型，如CDC-1表示1比特跨时钟域，CDC-4表示多比特跨时钟域，CDC-10表示在同步器前检测到组合逻辑。

Count：对应CDC ID的跨时钟域数量

Description：对CDC类型含义进行说明

常见的CDC类型见下图，CDC1-3为单比特场景，CDC4-6为多比特场景，CDC7-9为异步复位，CDC10为组合逻辑等

默认情况下，Report CDC仅报告每个终点和时钟对的单个违例，当一个终点存在多个违例时，优先报告优先级更高的CDC，不同CDC的优先级如下图，从上往下优先级依次降低。

2.3.4 CDC Details

CDC Details报告了设计中所有的跨时钟域路径，按照时钟对来展示

Severity/ID/Description：解释同上

Depth：同步器的数量

Exception: CDC路径上的时序例外约束，如下图设置了false path

Source/Destination：源时钟和目标单元

Category：CDC路径的安全性分类，分为安全safe,不安全unsafe,未知Unknown，No Async_Reg等

2.4 Waiver    

    在前面的小节中提到了Waiver相关的设置项，Waiver不仅针对CDC路径有效，对设计规则检查DRC，检查违例的方法也有效。如果路径被设置了Waiver，在report_cdc，report_drc, or report_methodology结果中不会被分析   

在未对路径设置Waiver时，CDC报告中Summary(by waived endpoints) 中内容为空

2.4.1 设置Waiver

    在设置Waiver前可以先查看CDC路径的方案图Schematic，进入CDC Details中

选中路径后可以通过Schemaic或快捷键F4进入方案图中，看出clk_group2和clk_group1的关系

设置Waiver同样在选中路径后的右键菜单中进行

进入Create Waiver，user为用户名，Description为创建的waiver设置说明

设置完后该路径自动置灰

点击rerun后，该路径将不会存在CDC Details中，将出现在Summary(by waiver)中

Create Waiver也支持同时对多条CDC设置，只要在CDC Details中同时选中多条路径即可

tcl command preview中同时显示了两条create_waiver命令

Summary（by waived endpoints）中Waived endpoints为2。

2.4.2 报告查看

方法1：在tcl console中执行report_cdc -waiver可以查看设置的waiver详情

也可使用report_waiver命令

方法2：执行Report CDC时Waivers中勾选Report only waived paths

此时Summary或CDC Details中都只会报告设置了waivers的路径

方法3：tcl console中使用report_cdc -details -show_waiver，无论CDC是否设置Waiver都会被报告

2.4.3 去除Waiver设置

在设置了waiver后会发现菜单栏和工具栏都没有相关的取消Waiver的操作，此时须在tcl console使用命令delete_waivers [get_waivers -type cdc]可以移除所有设置的waiver

也可只移除指定CDC类型的Waiver，如移除类型为CDC-1中设置的Waiver

命令为：delete_waivers [get_waivers -filter {ID == CDC-1}]

三、工程设计

四、参考资料

《ug906-vivado-design-analysis-en-2023.2.pdf》