インテル® Hyperflex™ アーキテクチャー高性能デザイン・ハンドブック

ID 683353
日付 10/04/2021
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ドキュメント目次

5.2.1.1. Insufficient Registersの例

以下のスクリーンショットは、Retiming Limit Detailsレポートとクリティカル・チェーンに含まれるロジックの関連部分を示しています。

Retiming Limit Detailsレポートは、 clkドメインのパフォーマンスがタイミング要件を満たしていないことを示しています。

図 101. Retiming Limit Details

この回路は、入力レジスターの1ステージ、出力レジスターの1ステージ、および信号を経路指定する純粋に組み合わせロジックで実現される非効率なクロスバースイッチがあります。入力レジスターと出力レジスターには、非同期リセットがあります。クロスバーのマルチプレクサはパイプライン化されていないため、実装は非効率的であり、パフォーマンスは限られています。

クリティカル・チェーンは、入力レジスターから組み合わせロジッククラウドを経て出力レジスターに送られます。クリティカル・チェーンには、レジスター間パスが1つしかありません。

図 102. ポストフィットTechnology Map Viewerのクリティカル・チェーン

次の図の1行目は、Path Infoカラムのタイミング制限を示しています。 33行目にはリタイミング制限も記載されています。 2つのレジスターの非同期リセットにより、リタイミング制約が発生します。

図 103. Hyper-Retiming時に不十分なレジスターが報告されたクリティカル・チェーン

次の表は、クリティカル・チェーン要素とTechnology Map Viewerの例との間の相関関係を示しています。

表 13.  クリティカル・チェーン要素とテクノロジーマップビューア間の相関関係
クリティカル・チェーン・レポートの行番号 Technology Map Viewerの回路要素
RCLK[1..2] din_reg[0][0] source register and its output
RCLK[3..9] FPGA routing fabric between din_reg[0][0] and Mux_0~20, the first stage of mux in the crossbar
RCLK[10..11] Combinational logic implementing Mux_0~20
RCLK[12..15] Routing between Mux_0~20 and Mux_0~24, the second stage of mux in the crossbar
RCLK[16..17] Combinational logic implementing Mux0~24
RCLK[18..20] Routing between Mux0~24 and Mux0~40, the third stage of mux in the crossbar
RCLK[21..22] Combinational logic implementing Mux_0~40
RCLK[23..29] Routing between Mux_0~40 and Mux_0~41, the third stage of mux in the crossbar
RCLK[30..31] Combinational logic implementing Mux_0~41
RCLK[32..33] dout_reg[16][0] destination register

重要なチェーンレポートの図 103 RegisterカラムにバイパスHyper-Registerをリストする11行があります。バイパスされたHyper-Registerは、チェーン内にさらに多くのレジスターがある場合、またはエンドポイントに制限がない場合に使用するHyper-Registerの位置を示します。エンドポイントに制限がない場合、Compilerはエンドポイント・レジスターをリタイムするか、クリティカル・チェーン外の他のレジスターをクリティカル・チェーンにリタイムすることができます。 RTLデザインにクロスバスイッチを介してさらに多くのレジスターが含まれている場合、リタイムすることができるレジスターがさらにあります。また、Fast Forward Compileプロセスは、より多くのレジスターを挿入してパフォーマンスを向上させることができます。

クリティカル・チェーンレポートでは、2〜32行目にPath Infoカラムに「Long Path (Critical)」と表示されます。これは、パスが長すぎてリストされた周波数を超えることができないことを示します。 「Long Path」の指定は、Short Path/Long Pathタイプのクリティカル・チェーンにも関連しています。詳細については、 Short Path/Long Pathセクションを参照してください。 (Critical)指定は、クリティカル・チェーンの1つのレジスター間セグメントに存在します。(Critical)指定は、レジスター間パスがクロックドメイン内で最もクリティカルなタイミングパスであることを示します。

Joinカラムには、1行目に「#1」、33行目に「#2」が含まれています。 Joinカラムの情報は、より複雑なクリティカル・チェーンの解釈に役立ちます。詳細は、Complex Critical Chainsのセクションを参照してください。

Elementカラムには、クリティカル・チェーンの各ステップでの回路要素またはルーティング・リソースの名前が表示されます。次の図に示すように、名前を右クリックしてコピーするか、Locateオプションを使用して インテル® Quartus® Primeの他の部分にクロスプローブすることができます。