Correct SPI interface timing constraints

I’m struggling setting up timing constraints for an ADC SPI interface.

To much info in several forums but I did not find the same solution as mine.

I’m having some trouble trying to specify correct timing Constraints for an SPI interface on an FPGA.

I have been doing several research on that point but I cant reach the correct solution.

The design is a simple ADC Master interface working at 25 Mhz, same frequency of the system.

First of all I gated the output SCLK with the CS as I have no other possibility (same frequency).

SCLK <= not CLK when CS_N = ‘0’ else ‘0’;

I would rather prefer to make a clock enable and drive a registered clock, but this implies that the max output freq will be half of what I needed.

p_sclk: process(CLK, RESET_N)
begin
    if RESET_N='0' then
        SCLK <= '0';
    elsif(CLK'event and CLK='1') then
        if CS_N='1' then
            SCLK <= '0';
        else
            SCLK <= not CLK;
        end if;
    end if;
end process p_sclk;

In this case I think that the gated clock is correct. But this introduces a delay that shall be taken into account during output/input delay constraints. Isn’t it?

By doing this I obtain a SCLK that is inverted to the system clock. This is quite good because the ADC sets the data at his SCLK rising edge (system neg edge) and I register it on the rising edge of the system. So I have half cycle to read the data stable.

SPI clocks and data

My first approach to the timing constraints is the next one

#internally generated clock from 100Mhz input
create_generated_clock -name {system} -divide_by 4 -source [ get_ports { FPGA_CLK } ] [ get_pins { i_main_clock_gen/s_clk_25mhz_i/Q } ]
#ADC CLK
create_generated_clock -name {serial} -invert -divide_by 1 -source [ get_pins { i_main_clock_gen/s_clk_25mhz_i/Q } ] [ get_ports { ADC_CLK } ]

set_input_delay -clock { serial} -min [expr $PCB_dly_min_SDO + $ADC_Tco_min_SDO – $PCB_dly_max_SCK] [get_ports {ADC_DATA}]

set_input_delay -clock { serial} -max [expr $PCB_dly_max_SDO + $ADC_Tco_max_SDO – $PCB_dly_min_SCK] [get_ports {ADC_DATA}]

set_output_delay -clock { serial } -max [expr $PCB_dly_max_CS + $ADC_Tsu_CS – $PCB_dly_min_SCK] [get_ports {ADC_CS}]

set_output_delay -clock { serial } -min [expr $PCB_dly_min_CS – $ADC_Th_CS – $PCB_dly_max_SCK] [get_ports {ADC_CS}]

The next diagram shows the TCO max and min of the ADC
Timing diagram

The problem is that the data is being registered by system clock so I suppose that the constraints sould be like:
TmaxSETUptime = T/2 -TCO_max – T_delay
TminSETUPtime = T/2 -TCO_min – T_delay

Where T/2 is half period, 20 ns
TCO_max/min are from the ADC datasheet 10/2,5ns
T_delay is the delay introduced from s_clk_25mhz_i/Q pin to ADC_CLK pin.It depends on the place and route

What about Hold times? How can I translate this to set_input_delay? Should I just set the constraint to system insted of serial clock?

What I’m missing? I’m quite confused….

I hope you can clarify me this a little bit

Thanks in advance

Regards

Carlos Alonso

New contributor

Carlos is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật