1. FPGA时序的基本概念
FPGA器件的需求取决于系统和上下游（upstream and downstrem）设备。我们的设计需要和其他的devices进行数据的交互，其他的devices可能是FPGA外部的芯片，可能是FPGA内部的硬核。
对于FPGA design来说，必须要关注在指定要求下，它能否正常工作。这个正常工作包括同步时序电路的工作频率，以及输入输出设备的时序要求。在FPGA design内部，都是同步时序电路，各处的延时等都能够估计出来，但是FPGA内部并不知道外部的设备的时序关系。所以，TIming constraints包括
输入路径（Input paths ）
寄存器-寄存器路径（Register-to-register paths ）
输出路径（Output paths ）
例外（Path specific excepTIons ）
这正好对应了上图中三个部分，Path specific excepTIons 暂时不提。
Input paths对应的是OFFSET IN约束，即输入数据和时钟之间的相位关系。针对不同的数据输入方式（系统同步和源同步，SDR和DDR）有不同的分析结果。
Register-to-register paths 对应的是整个FPGA design的工作时钟。如果只有一个时钟，那么只需要指定输入的频率即可。如果有多个时钟，这些时钟是通过DCM，MMCM，PLL生成的，那么显然ISE知道这些时钟之间的频率、相位关系，所以也不需要我们指定。如果这些不同的时钟是通过不同的引脚输入的，ISE不知道其相位关系，所以指定其中一个为主时钟，需要指定其间的相位关系。
Output paths对应的是OFFSET OUT 约束，和OFFSET IN约束很类似，不过方向相反。
2.输入时序约束
输入时序约束控制外部引脚到内部模块的路径。采用OFFSET IN来指出输入时序约束。也就是说OFFSET IN定义了时钟沿河被采集数据的关系（相位）。这里我们关心两类不同的输入方式，系统同步输入和源同步输入。（对于SDR和DDR，即单数据速率和双数据速率而言，区别只在于一个时钟周期的采样次数，不做说明）
System Synchronous inputs
系统同步输入，指由同一时钟传输和捕获数据，如下图所示。
上图可以看出，FPGA和输入源设备是同源的，共用一个系统时钟。这一个系统时钟在源设备触发输出数据，同时还作为FPGA的时钟接收输入的数据。因此源设备只需要提供输入的数据就可以了。
Source synchronous inputs
源同步如下图所示（这里是DDR，同时在上升沿和下降沿采样）
源同步和系统同步的最大区别在于源设备（Source Device）在输出数据的同时，输出了一路和数据同步的时钟。FPGA采用这一路时钟来进行数据的采样。
这两种输入方式看起来有很大的差别，但是OFFSET IN约束的写法是一致的，后文将详细明。
3.寄存器-寄存器的时序约束
寄存器-寄存器的约束，在同步时序电路中，就是周期的约束。对于完全采用一个时钟的电路而言，对这一个clk指定周期约束即可。但是如果采用了多个时钟，那么情况就复杂了。多个时钟中的“多个”，可能由DCM等倍/分频得到，也有可能FPGA外部就引入了两个时钟信号，还有可能是其他情况。这里Xilinx将其分成了以下几类
自动相关同步时钟域
手动相关同步时钟域
异步时钟域
自动相关同步时钟域（DLL，DCM，PLL，MMCM）
因为它是自动的，从字面意思上看就是自动分析。当我们例化了一个DCM，DCM的输入输出信号之间的关系就已近确定了，譬如频率关系和相位关系。当指定了DCM输入时钟的频率和相关信息之后，再去指定输出的相对关系就有画蛇添足的感觉了，因为这些关系以及在生成DCM的时候确定了。对于PLL，MMCM来说也是一样的。
手动相关同步时钟域
对应上文的“自动”，这里的“手动”指需要人为指定时钟之间的关系。在什么情况下，ISE套件无法知道时钟之间的关系？如果两组时钟都是由FPGA外部引入的，那么它们之间的相位关系是未知的，需要认为指定。时钟之间的相位关系都是相对的，因此这个过程需要指定一个主时钟，之后定义其他时钟和主时钟之间的相对相位关系。
NET “PrimaryClock” TNM_NET = “TNM_Primary”;
NET “RelatedClock” TNM_NET = “TNM_Related”;
TIMESPEC “TS_primary” = PERIOD “TNM_Primary” PeriodValue HIGH HighValue%;
TIMESPEC TS_related” = PERIOD “TNM_Related” TS_Primary_relation PHASE value;
异步时钟域
xilinx无法分析，具体咨询明德扬资深老师
4.输出时序约束
输出就是输入的逆，因此分析的过程是类似的，分类也是类似的。针对时钟的不同，有系统同步和源同步两种。此处不再详细说明。
系统同步SDR
源同步DDR（一般来说不给约束就可以）
5. 综上所述：
时序收敛的目的是让FPGA design 按预设的逻辑正常的工作。
为了使其正常工作，需要考虑至少三处：FPGA内部的寄存器-寄存器时序要求，FPGA输入数据的时序要求，FPGA输出信号的要求。
