用Quartus II ：
实例讲解
(一)
viatuzi
一，概述
用Altera的话来讲，timequest timing analyzer是一个功能强大的，ASIC-style的时序分析工具。采用工业标准--SDC（synopsys design contraints）--的约束、分析和报告方法来验证你的设计是否满足时序设计的要求。在用户的角度，从我使用TimeQuest的经验看，它与IC设计中经常用到的比如prime time，time craft等STA软件是比较类似的。用过prime time或time craft的朋友是非常容易上手的。
在这一系列的文章里，我将会拿一个DAC7512控制器的verilog设计作为例子，详细讲解如何使用TimeQuest进行时序设计和分析。
二，TimeQuest的基本操作流程
做为altera FPGA开发流程中的一个组成部分，TimeQuest执行从验证约束到时序仿真的所有工作。Altera推荐使用下面的流程来完成TimeQuest的操作。
1.建立项目并加入相关设计文件
不管做什么事情，都需要有一个目标或者说对象。我们用TimeQuest做时序分析，当然也需要一个对象，这个对象实际上就是我们的设计。
所以首先是要建立一个Quartus II的项目，并把所有需要的设计文件都加入到项目中去。需要注意的一点是，这里的设计文件，不仅仅包含逻辑设计相关的文件，也包含已经存在的时序约束文件，当然，需要以synopsys Design Constraints(.sdc)的格式存在的。
3.向设计中添加时序约束
在用TimeQuest做时序分析之前，必须要指定出对时序的要求，也就是我们通常所说的时序约束。这些约束包括时钟，时序例外（timing exceptions）和输入/输出延时等。
默认情况下，Quartus II 软件会给所有没有被下约束的时钟都设定为
1GHz。没有任何的时序例外，也就是说所有的timing path都按1T去check。所有的输入/输出的延迟都按0来计算。这显然不符合绝大多数设计的时序要求，所以有必要根据设计的特性，添加必要的时序约束。
如上所述，时序约束主要包括三类：
时钟，时序例外和输入/输出延迟。其中时钟和输入/输出延迟可以认为是在某种程度上增强时序设计的要求。而时序例外可以认为是在某种程度上降低时序设计的要求。
比如说，仅仅设定一个时钟的频率为100MHz的话，这个时钟域里所有timing path都需要能工作在100MHz下。这显然是增强了时序设计的要求。可是如果在这个时钟域下面，有部分timing path是不需要做1T的check的，那么就可以通过添加时序例外来避免对这些timing path做1T的check，即降低了时序设计的要求。
在用TimeQuest做时序分析时，如果非常熟悉设计的构架和对时序的要求，又比较熟悉sdc的相关命令，那么可以直接在sdc文件里输入时序约束的命令。而通常情况下，可以利用TimeQuest GUI提供的设定时序约束的向导添加时序约束。不过要注意的是，用向导生成的时序约束，并不会被直接写到sdc文件里，所以如果要保存这些时序约束，必须在TimeQuest用write sdc的命令来保存所生成的时序约束。
4.执行完整的编译
在设定好时序约束以后，就需要对整个设计进行完整的编译。在编译过程中，软件会优化设计的逻辑、布局布线等来尽可能满足所有的时序约束。
如果没有添加时序约束，那么软件在编译的时候，会按照默认的时序约束对设计进行优化，对于绝大多数的设计，都会报出来时序的问题，但因为默认的时序约束与设计本身的要求在绝大多数情况下，都是不同的，所以这些时序的问题也并不是设计本身的问题，并没有太多的参考价值，而且很多初学者也不会注意到这个问题。这样就把设计中很多潜在的时序问题给隐藏起来了，最终带来的可能就是系统运行的不稳定，甚至是完全不能运行。
5.验证时序
当完成编译以后，我们就可以用TimeQuest来验证时序了。在时序分析的过程中，TimeQuest会分析设计中所有的timing path，计算每一条timing path的延时，检查每一条timing path是否满足时序约束，最后按照positive slack或negative slack来报告时序分析的结果。
其中negative slack就表示对应的timing path不满足时序约束的要求（timing violation）。
如果遇到有不满足时序要求的情况，则可以根据对应的时序报告分析设计，确定如何优化设计使之满足时序约束。时序约束有任何变化的话，都需要重新编译设计。这个反复的过程可以让我们解决设计中的时序问题。
三，DAC7512控制器
DAC7512是一个具有三线串行接口的DAC。我们基于FPGA用Verilog语言实现了一个简单的DAC7512的控制器。下面是控制器的结构图：
DAC7512控制器由三个模块组成，PLL用来生成控制器所要的时钟C0
（25MHz）和C1（50MHz），其lock信号用来做为控制器的异步reset。
da_data模块生成要送往DAC7512的数据，其中DA_DATA为数据，
DA_DATA_EN为数据有效信号，该模块使用C0时钟，整个属于C0时钟域。
DAC7512模块用于将DA_DATA转换成符合DAC7512接口标准的串行数据并送给DAC7512，要用到C1（50MHz）和DA_SCLK（C1二分频，25MHz）两个时钟。
DAC7512控制器一共有四个输入输出端口。CLK_IN为PLL的基准时钟，为25MHz。DA_DIN，DA_SCLK和DA_SYNC为三线串口，都为输出端口。
由于C0，C1是由同一个PLL输出的，DA_SCLK是由C1经二分频得到的，三者之间是同步的，处于同一个clock group中。
DAC7512模块的详细设计资料可参照本博客中“FPGA设计中DAC7512控制的Verilog实现” 的文章。不过要注意一点的是，在串行总线上，DA_DIN是在DA_SCLK的下降沿有效的。把DA_DIN设计为C1时钟域的信号，并控制其值只在DA_SCLK为高电平的时候发生变化。这样可以把DA_DIN与DA_SCLK之间的时序要求转换为DA_DIN在C1时钟域的时序要求，细节我们会在下面介绍。
时序分析基础与时钟约束实例（1） 文中实例配套SF-CY3开发套件。更多内容请参考《SF-CY3 FPGA套件开发指南》。 何谓静态时序分析（STA，Static Timing Analysis）？ 首先，设计者应该对FPGA内部的工作方式有一些认识。FPGA的内部结构其实就好比一块PCB板，FPGA的逻辑阵列就好比PCB板上的一些分立元器件。PCB通过导线将具有相关电气特性的信号相连接，FPGA也需要通过内部连线将相关的逻辑节点导通。PCB板上的信号通过任何一个元器件都会产生一定的延时，FPGA的信号通过逻辑门传输也会产生延时。PCB的信号走线有延时，FPGA的信号走线也有延时。这就带来了一系列问题，一个信号从FPGA的一端输入，经过一定的逻辑处理后从FPGA的另一端输出，这期间会产生多大的延时呢？有多个总线信号从FPGA的一端输入，这条总线的各个信号经过逻辑处理后从FPGA 的另一端输出，这条总线的各个信号的延时一致吗？之所以关心这些问题，是因为过长的延时或者一条总线多个信号传输时间的不一致，不仅会影响FPGA本身的性能，而且也会给FPGA之外的电路或者系统带来诸多问题。 言归正传吧，之所以引进静态时序分析的理论也正是基于上述的一些思考。它可以简单的定义为：设计者提出一些特定的时序要求（或者说是添加特定的时序约束），套用特定的时序模型，针对特定的电路进行分析。分析的最终结果当然是要求系统时序满足设计者提出的要求。 下面举一个最简单的例子来说明时序分析的基本概念。假设信号需要从输入到输出在FPGA内部经过一些逻辑延时和路径延时。系统要求这个信号在FPGA内部的延时不能超过15ns，而开发工具在执行过程中找到了如图所示的一些可能的布局布线方式。那么，怎样的布局布线能够达到系统的要求呢？仔细分析一番，发现所有路径的延时可能为14ns、15ns、16ns、17ns、18ns，有两条路径能够满足要求，那么最后的布局布线就会选择满足要求的两条路径之一。 静态时序分析的前提就是设计者先提出要求，然后时序分析工具才会根据特定的时序模型进行分析，即有约束才会有分析。若设计者不添加时序约束，那么时序分析就无从谈起。特权同学常常碰见一些初学者在遇到问题时不问青红皂白就认为是时序问题，实际上只有在添加了时序约束后，系统的时序问题才有可能暴露出来。 下面我们再来看一个例子，我们假设有4个输入信号，经过FPGA内部一些逻辑处理后输出。FPGA内部的布线资源有快有慢之分，好比国道和高速公路。通过高速通道所需要的路径延时假设为3ns-7ns，但只有两条可用；而通过慢速通道的路径延时则>10ns。
7.2 时序逻辑电路的分析方法 时序逻辑电路的分析：根据给定的电路，写出它的方程、列出状态转换真值表、画出状态转换图和时序图，而后得出它的功能。 7．2．1同步时序逻辑电路的分析方法 同步时序逻辑电路的主要特点：在同步时序逻辑电路中，由于所有触发器都由同一个时钟脉冲信号CP来触发，它只控制触发器的翻转时刻，而对触发器翻转到何种状态并无影响，所以，在分析同步时序逻辑电路时，可以不考虑时钟条件。 1、基本分析步骤 1）写方程式： 输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函数。 驱动方程：各触发器输入端的逻辑表达式。 状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的状态方程。 2）列状态转换真值表： 将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中进行计算，求出相应的次态和输出，从而列出状态转换真值表。如现态的起始值已给定时，则从给定值开始计算。如没有给定时，则可设定一个现态起始值依次进行计算。 3）逻辑功能的说明： 根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。 4）画状态转换图和时序图： 状态转换图：是指电路由现态转换到次态的示意图。 时序图：是在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。 5）检验电路能否自启动 关于电路的自启动问题和检验方法，在下例中得到说明。
2、分析举例 例、试分析下图所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。 解：由上图所示电路可看出，时钟脉冲CP加在每个触发器的时钟脉冲输入端上。因此，它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。 ①写方程式： 输出方程： 驱动方程： 状态方程： ②列状态转换真值表： 状态转换真值表的作法是： 从第一个现态“000”开始，代入状态方程，得次态为“001”，代入输出方程，得输出为“0”。 把得出的次态“001”作为下一轮计算的“现态”，继续计算下一轮的次态值和输出值。
文献综述是"一种在分析、比较、整理、归纳一定时空范围内有关特 定课题研究的全部或大部情报的基础上，简明的类述其中的最重要部分，并标引出处的情报研究报告"。文献综述的定义包含三个基本要素：首先，文献综述反映原始文献有一定的时间和空间范围，它反映一定时期内或是某一时期一定空间范围的原始文献的内容。其次，文献综述集中反映一批相关文献的内容。其它二次文献如题录、索引、文摘、提要等一条只能揭示一篇原始文献的外表信息或内容信息，且各条目之间没有联系，而综述一篇可集中一批相关文献，且将这批文献作为一个有机整体予以揭示，信息含量比二次文献多得多。第三，文献综述是信息分析的高级产物。书目、索引等是对原始文献的外表特征进行客观描述，不涉及文献内容，编写人员不需了解原始文献的内容，也不需具备相关学科的基础知识;提要、文摘是对原始文献的 内容作简要介绍和评价，编写人员需要具有相关学科的一些基础知识，以识别和评价原始文献;文献综述则要求编写人员对综述的主题有深 入的了解，全面、系统、准确、客观地概述某一主题的内容。运用分析、比较、整理、归纳等方法对一定范围的文献进行深度加工，对于读者具有深度的引导功能，是创造性的研究活动。 文献综述的类型可以从不同的角度对文献综述进行划分，最常见的方法是根据文献综述反映内容深度的不同即信息含量的不同划分按照文献综述信息含量的不同，可将文献综述分为叙述性综述、评论性综述和专题研究报告三类。
叙述性综述是围绕某一问题或专题，广泛搜集相关的文献资料，对其内容进行分析、整理和综合，并以精炼、概括的语言对有关的理论、观点、数据、方法、发展概况等作综合、客观的描述的信息分析产品。叙述性综述最主要特点是客观，即必须客观地介绍和描述原始文献中的各种观点和方法。一般不提出撰写者的评论、褒贬，只是系统地罗列。叙述性综述的特点使得读者可以在短时间内，花费较少的精力了解到本学科、专业或课题中的各种观点、方法、理论、数据，把握全局，获取资料。 评论性综述是在对某一问题或专题进行综合描述的基础上，从纵向或横向上作对比、分析和评论，提出作者自己的观点和见解，明确取舍的一种信息分析报告。评论性综述的主要特点是分析和评价，因此有人也将其称为分析性综述。评论性综述在综述各种观点、理论或方法的同时，还要对每种意见、每类数据、每种技术做出分析和评价，表明撰写者自己的看法，提出最终的评论结果。可以启发思路，引导读者寻找新的研究方向。 专题研究报告是就某一专题，一般是涉及国家经济、科研发展方向的重大课题，进行反映与评价，并提出发展对策、趋势预测。"是一种现实性、政策性和针对性很强的情报分析研究成果"。其最显著的特点是预测性，它在对各类事实或数据、理论分别介绍描述后，进行论证、预测的推演，最后提出对今后发展目标和方向的预测及规划。专题研究报告对于科研部门确定研究重点和学科发展方向，领导部门制定各项决策，有效实施管理起着参考和依据的作用。这一类综述主
ASIC时序约束、时序分析 2009-11-13 22:13 A 时序约束的概念和基本策略 时序约束主要包括周期约束（FFS到FFS，即触发器到触发器）和偏移约束（IPAD到FFS、FFS到OPAD）以及静态路径约束（IPA 综合布线工具调整映射和布局布线过程，使设计达到时序要求。例如用OFFSET_IN_BEFORE约束可以告诉综合布线工具输入信号在以根据这个约束调整与IPAD相连的Logic Circuitry的综合实现过程，使结果满足FFS的建立时间要求。 附加时序约束的一般策略是先附加全局约束，然后对快速和慢速例外路径附加专门约束。附加全局约束时，首先定义设计的所有分组附加周期约束，然后对FPGA/CPLD输入输出PAD附加偏移约束、对全组合逻辑的PAD TO PAD路径附加约束。附加专门约束时速例外路径和多周期路径，以及其他特殊路径。 B 附加约束的基本作用 1. 提高设计的工作频率 对很多数字电路设计来说，提高工作频率非常重要，因为高工作频率意味着高处理能力。通过附加约束可以控制逻辑的综时，从而提高工作频率。 2. 获得正确的时序分析报告 几乎所有的FPGA设计平台都包含静态时序分析工具，利用这类工具可以获得映射或布局布线后的时序分析报告，从而对束作为判断时序是否满足设计要求的标准，因此要求设计者正确输入约束，以便静态时序分析工具输出正确的时序分析 3. 指定FPGA/CPLD引脚位置与电气标准 FPGA/CPLD的可编程特性使电路板设计加工和FPGA/CPLD设计可以同时进行，而不必等FPGA/CPLD引脚位置完全确定，从成后，设计者要根据电路板的走线对FPGA/CPLD加上引脚位置约束，使FPGA/CPLD与电路板正确连接。另外通过约束还特性。为了满足日新月异的通信发展，Xilinx新型FPGA/CPLD可以通过IO引脚约束设置支持诸如 AGP、BLVDS、CTT、G LVPECL、LVDSEXT、LVTTL、 PCI、PCIX、SSTL、ULVDS等丰富的IO接口标准。另外通过区域约束还能在FPGA上规划各个成模块化设计等。 C 周期（PERIOD）的含义 周期的含义是时序中最简单也是最重要的含义，其它很多时序概念会因为软件商不同略有差异，而周期的概念确是最通用的，周期面要讲到的其它时序约束都是建立在周期约束的基础上的，很多其它时序公式，可以用周期公式推导。周期约束是一个基本时序和具根据PERIOD约束检查时钟域内所有同步元件的时序是否满足要求。PERIOD约束会自动处理寄存器时钟端的反相问题，如果相迟将被默认限制为PERIOD约束值的一半。如下图所示， 图1 周期的定义 时钟的最小周期为： TCLK = TCKO +TLOGIC +TNET +TSETUP －TCLK_SKEW TCLK_SKEW =TCD2 －TCD1
【时间简“识”】 说明：本文摘自于经管之家(原人大经济论坛) 作者：胖胖小龟宝。原版请到经管之家(原人大经济论坛) 查看。 1.带你看看时间序列的简史 现在前面的话—— 时间序列作为一门统计学，经济学相结合的学科，在我们论坛，特别是五区计量经济学中是热门讨论话题。本月楼主推出新的系列专题——时间简“识”，旨在对时间序列方面进行知识扫盲（扫盲，仅仅扫盲而已……），同时也想借此吸引一些专业人士能够协助讨论和帮助大家解疑答惑。 在统计学的必修课里，时间序列估计是遭吐槽的重点科目了，其理论性强，虽然应用领域十分广泛，但往往在实际操作中会遇到很多“令人发指”的问题。所以本帖就从基础开始，为大家絮叨絮叨那些关于“时间”的故事！
Long long ago，有多long？估计大概7000年前吧，古埃及人把尼罗河涨落的情况逐天记录下来，这一记录也就被我们称作所谓的时间序列。记录这个河流涨落有什么意义？当时的人们并不是随手一记，而是对这个时间序列进行了长期的观察。结果，他们发现尼罗河的涨落非常有规律。掌握了尼罗河泛滥的规律，这帮助了古埃及对农耕和居所有了规划，使农业迅速发展，从而创建了埃及灿烂的史前文明。 好~~从上面那个故事我们看到了 1、时间序列的定义——按照时间的顺序把随机事件变化发展的过程记录下来就构成了一个时间序列。 2、时间序列分析的定义——对时间序列进行观察、研究，找寻它变化发展的规律，预测它将来的走势就是时间序列分析。 既然有了序列，那怎么拿来分析呢？ 时间序列分析方法分为描述性时序分析和统计时序分析。 1、描述性时序分析——通过直观的数据比较或绘图观测，寻找序列中蕴含的发展规律，这种分析方法就称为描述性时序分析 ?描述性时序分析方法具有操作简单、直观有效的特点，它通常是人们进行统计时序分析的第一步。
在进行FPGA的设计时，经常会需要在综合、实现的阶段添加约束，以便能够控制综合、实现过程，使设计满足我们需要的运行速度、引脚位置等要求。通常的做法是设计编写约束文件并导入到综合实现工具，在进行FPGA/CPLD的综合、实现过程中指导逻辑的映射和布局布线。下面主要总结一下Xilinx FPGA时序约束设计和分析。 一、周期约束 周期约束是Xilinx FPGA 时序约束中最常见的约束方式。它附加在时钟网线上，时序分析工具会根据周期约束来检查时钟域内所有同步元件的时序是否满足需求。周期约束会自动的寄存器时钟端的反相。如果相邻的两个元件的时钟相位是相反的，那么它们之间的延迟将被默认的限制成周期约束的一半。 在进行周期约束之前，必须对电路的时钟周期明了，这样才不会出现约束过松或者过紧的现象。一般情况下，设计电路所能达到的最高运行频率取决于同步元件本身的Setup Time 和Hold Time，以及同步元件之间的逻辑和布线延迟。周期约束一般是使用下面的约束方法： 1、period_item PERIOD＝period {HIGH｜LOW} ［high＿or low＿item］ 其中，period＿item可以是NET或TIMEGRP，分别代表时钟线名称net name或元件分组名称group－name。用NET表示PERIOD约束作用到名为“net name”的时钟网线所驱动的同步元件上，用TIMEGRP表示PERIOD约束作用到TIMEGRP所定义的分组（包括FFS、LATCH和RAM等同步元件）上。period是目标时钟周期，单位可以是ps、ns、μS和ms 等。HIGH｜LOW指出时钟周期中的第1个脉冲是高电平还是低电平，high or low time为HIGH LOW指定的脉冲的持续时间，默认单位是ns。如果没有该参数，时钟占空比是50％。例如，NET SYS＿CLK PERIOD＝10 ns HIGH 4ns 2、NET“clock net name”TNM＿NET＝“timing group name”； TIMESPEC“TSidentifier”＝PERIOD “TNM reference”period {HIGH | LOW} ［high or low item］INPUT_JITTER value; 很多时候为了能够定义比较复杂的派生关系的时钟周期，就要使用该方法。其中TIMESPEC在时序约束中作为一个标识符表示本约束为时序规范；TSidentifier包括字母TS和一个标识符identifier共同作为一个TS属性；TNM reference指定了时序约束是附加在哪一个组上，一般情况下加在TNM＿NET定义的分组上。HIGH | LOW 指的是时钟的初始相位表明第一个时钟是上升沿还是下降沿；high or low item 表示的是时钟占空比，即就是high或者low的时间，默认为1:1, INPUT_JITTER 表示的是时钟的抖动时间，时钟会在这个时间范围内抖动，默认单元为ps。比如周期约束： NET "ex_clk200m_p" TNM_NET = TNM_clk200_p; TIMESPEC "TS_clk200_p" = PERIOD "TNM_clk200_p" 5.000 ns HIGH 50 %; 建立一个TNM_clk200_p的时序分组，包括时钟网络ex_clk200m_p驱动的所有同步
时序逻辑电路的组成及分析方法案例说明 一、时序逻辑电路的组成 时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成，结构框图如图5-1所示。图中外部输入信号用X （x 1，x 2，… ，x n ）表示；电路的输出信号用Y （y 1，y 2，… ，y m ）表示；存储电路的输入信号用Z （z 1，z 2，… ，z k ）表示；存储电路的输出信号和组合逻辑电路的内部输入信号用Q （q 1，q 2，… ，q j ）表示。 x x y 1 y m 图8.38 时序逻辑电路的结构框图 可见，为了实现时序逻辑电路的逻辑功能，电路中必须包含存储电路，而且存储电路的输出还必须反馈到输入端，与外部输入信号一起决定电路的输出状态。存储电路通常由触发器组成。 2、时序逻辑电路逻辑功能的描述方法 用于描述触发器逻辑功能的各种方法，一般也适用于描述时序逻辑电路的逻辑功能，主要有以下几种。 （1）逻辑表达式 图8.3中的几种信号之间的逻辑关系可用下列逻辑表达式来描述： Y =F (X ，Q n ) Z =G (X ，Q n ) Q n +1=H (Z ，Q n ) 它们依次为输出方程、状态方程和存储电路的驱动方程。由逻辑表达式可见电路的输出Y 不仅与当时的输入X 有关，而且与存储电路的状态Q n 有关。 （2）状态转换真值表 状态转换真值表反映了时序逻辑电路的输出Y 、次态Q n +1与其输入X 、现态Q n 的对应关系，又称状态转换表。状态转换表可由逻辑表达式获得。 （3）状态转换图
状态转换图又称状态图，是状态转换表的图形表示，它反映了时序逻辑电路状态的转换与输入、输出取值的规律。 （4）波形图 波形图又称为时序图，是电路在时钟脉冲序列CP的作用下，电路的状态、输出随时间变化的波形。应用波形图，便于通过实验的方法检查时序逻辑电路的逻辑功能。 二、时序逻辑电路的分析方法 1.时序逻辑电路的分类 时序逻辑电路按存储电路中的触发器是否同时动作分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路两种。在同步时序逻辑电路中，所有的触发器都由同一个时钟脉冲CP控制，状态变化同时进行。而在异步时序逻辑电路中，各触发器没有统一的时钟脉冲信号，状态变化不是同时发生的，而是有先有后。 2.时序逻辑电路的分析步骤 分析时序逻辑电路就是找出给定时序逻辑电路的逻辑功能和工作特点。分析同步时序逻辑电路时可不考虑时钟，分析步骤如下： （1）根据给定电路写出其时钟方程、驱动方程、输出方程； （2）将各驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出与电路相一致的状态方程。 （3）进行状态计算。把电路的输入和现态各种可能取值组合代入状态方程和输出方程进行计算，得到相应的次态和输出。 （4）列状态转换表。画状态图或时序图。 （5）用文字描述电路的逻辑功能。 3.案例分析 分析图8.39所示时序逻辑电路的逻辑功能。 图8.39 逻辑电路 解:该时序电路的存储电路由一个主从JK触发器和一个T触发器构成，受统一的时钟CP控制，为同步时序逻辑电路。T触发器T端悬空相当于置1。 （1）列逻辑表达式。 输出方程及触发器的驱动方程分别为
一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值） 1.1 研究内容 时间序列分析是一种动态数据处理的统计方法。该方法基于随机过程理论和数理统计学方法,研究随机数据序列所遵从的统计规律,以用于解决实际问题。它包括一般统计分析(如自相关分析,谱分析等),统计模型的建立与推断,以及关于时间序列的最优预测、控制与滤波等内容。时间序列是按时间顺序排列的一组数字序列。而时间序列分析就是利用这组数列,应用数理统计方法加以处理,以预测未来事物的发展。它的基本原理:一是承认事物发展的延续性。应用过去数据,就能推测事物的发展趋势。二是考虑到事物发展的随机性。任何事物发展都可能受偶然因素影响,为此要利用统计分析中加权平均法对历史数据进行处理。 随着招生改革的深化，高校招生生源之争在所难免。通过时间序列分析的基本方法：回归分析法、指数加权平滑法、移动平均法来分析某高校招生部门提供的2005~2010年度各省、直辖市新生入学报到率的历史数据，应用基于时间序列分析法的新生入学报到率预测模型预测2011年14个省、直辖市新生入学报到率，然后与2011年高校新生入学报到率的实际情况进行比较，验证该模型的合理性和可信性。 1.2 研究意义 通过科学、准确地对新生入学报到率的预测，使学校招生总体规划与国民经济发展规划和社会发展相适应，招生部门也可科学地规划各省、直辖市的招生指标。如在学校每年各招生指标不变的前提下，对预测入学率较高的省份放较多的招生指标，相反入学率较低的则适当减少招生指标。因此，新生入学报到率的预测是招生部门每年编制各省、直辖市招生计划的重要依据，而预测方法又是科学预测入学率的重要手段。通常学校招生部门编制下一年的招生计划的原则是在保证不突破学校总的招生计划前提下提高入学报到率，以最高的全校入学率来完成学校每年的招生任务。而本次论文主要是为了研究和验证时间序列分析在高校新生入学报到率预测过程中可用性，为高校招生时制定合理的招生计划提供帮助。
XILINX时序约束使用指南笔记 第一章 时序约束介绍 第二章 时序约束方法 第三章 时序约束原则 第四章 在XST中指定时序约束 第五章 在Synplify中指定时序约束方法 第六章 时序约束分析
第一章 时序约束介绍 基本的时序约束包括： “PERIOD Constraints” “OFFSET Constraints” “FROM:TO(Multi‐Cycle)约束”
第二章 时序约束方法 1，简介： 2，基本的约束方法 根据覆盖的路径不同，时序要求变成一些不同的全局约束。 最普通的路径类型包括： 1，输入路径 2，同步元件到同步元件路径 3，指定路径 4，输出路径 XILINX的时序约束与每一种全局约束类型都有关。最有效的方法就是一开始就指定全局约束然后再加上指定路径的约束。在很多案例中，只要全局约束就可满足需求。 FPGA器件执行工具都是由指定的时序要求驱动的。如果时序约束过头的话，就会导致内存使用增加，工具运行时间增加。更重要的是，过约束还会导致性能下降。因此，推荐使用实际设计要求的约束值。 3，输入时序约束 输入时序约束包括2种 “系统同步输入” “源同步输入” 输入时钟约束覆盖了输入数据的FPGA外部引脚到获取此数据的寄存器之间的路径。输入时钟约束经常用”OFFSET IN”约束。指定输入时钟要求的最好方法，取决于接口的类型（源/系统同步）和接口是SDR还是DDR。 OFFSET IN定义了数据和在FPGA引脚抓取此数据的时钟沿之间的关系。在分析OFFSET IN 约束时，时序分析工具自动将影响时钟和数据延迟的因素考虑进去。这些因素包括： 时钟的频率和相位转换 时钟的不确定 数据延迟调整 除了自动调整，还可以在与接口时钟相关的”PERIOD”约束中另外增加时钟不确定。 关于增加”INPUT_JITTER”的更多信息，参见第三章的”PERIOD Constraints”。 “OFFSET IN”与单输入时钟有关，默认情况下，OFFSET IN约束覆盖了从输入pad到内部同步元件之间的所有路径。用于抓取那些从pad输入的数据的同步元件由指定的OFFSET IN 时钟触发。应用OFFSET IN约束被称为”global”方法。这是指定输入时序的最有效的方法。 系统同步输入 在体统同步接口中，发送和抓取数据共用一个系统时钟。板上的布线延迟和时钟倾斜限制了接口的工作频率。更低的频率也会导致系统同步输入接口典型的采用SDR应用。 系统同步SDR应用例子，见图2‐1。系统同步SDR应用中，在时钟上升沿从源器件发送
实验九Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计 22920132203686 薛清文周2下午实验 一．实验目的： 1.同步时序逻辑电路的分析与设计方法 2.D，JK触发器的特性机器检测方法。 2.掌握时序逻辑电路的测试方法。 3.了解时序电路自启动设计方法。 4.了解同步时序电路状态编码对电路优化作用。 二．实验原理： 二、 1.Moore同步时序逻辑电路的分析方法： 时序逻辑电路的分析，按照电路图（逻辑图），选择芯片，根据芯片管脚，在逻辑图上标明管脚号；搭接电路后，根据电路要求输入时钟信号（单脉冲信号或连续脉冲信号），求出电路的状态转换图或时序图（工作波形），从中分析出电路的功能。 2.Moore同步时序逻辑电路的设计方法： （1）分析题意，求出状态转换图。 （2）状态分析化简：确定等价状态，电路中的等价状态可合并为一个状态。（3）重新确定电路状态数N，求出触发器数n，触发器数按下列公式求：2n-1 V ol.15, No.1 ?2004 Journal of Software 软 件 学 报 1000-9825/2004/15(01)0000 时序数据上的数据挖掘 ? 黄书剑1+ 1(南京大学 计算机科学与技术系 江苏 南京 210093) Data Mining on Time-series Data HUANG Shu-Jian 1+ 1(Department of Computer Science and technology, Nanjing University, Nanjing 210093, China) + Corresponding author: Phn +86-**-****-****, Fax +86-**-****-****, E-mail: ****, http://**** Abstract : Data mining has been developing rapidly in the recent years. Since time related data occurs frequently in various areas, there has been “an explosion” of interest in mining time-series data, which is a popular branch of data mining. In this paper we present an overview of the major research areas and tasks in mining time-series data, such as preprocessing, representation, segmentation, similarity, classification, clustering, anomaly detection, rule discovery, etc. Some solutions of several tasks are also included in this paper. Key words : data mining; time-series 摘 要: 近年来数据挖掘得到了蓬勃的发展。由于越来越多的数据都与时间有着密切的关系，时序数据的挖掘作为数据挖掘的一个分支，正在受到越来越高的重视。本文概述了时序数据上的数据挖掘这个领域内的主要研究方向和课题，包括数据预处理、数据表示、分割、相似度度量、分类、聚类、异常检测、规则识别等。并对部分课题的主要解决方案进行了一些介绍。 关键词: 数据挖掘;时序数据挖掘 中图法分类号: **** 文献标识码: A 1 引言 近几十年来，计算机运算存储能力不断提高，数据产生和采集的速度也越来越快，因而数据量越来越大；而与此同时，人们面对巨量数据，能够直接获得的信息量却越来越有限。单纯的人力已经很难胜任对这样巨量的数据进行分析并提取出相关信息的任务。为了解决这种数据与信息之间的矛盾，数据挖掘应运而生。所谓数据挖掘，即从巨量数据中获取有效的、新颖的、潜在有用的、最终可理解的模式的非平凡过程[1]。数据挖掘的目的就在于找出巨量数据中的潜在规律，以对未来的分析和决策提供支持，其在分析处理中的优势以 ? Supported by the **** Foundation of China under Grant No.****, **** (基金中文完整名称); the **** Foundation of China under Grant No.****, **** (基金中文完整名称) 作者简介: 黄书剑(1984),男,江苏盐城人,硕士生,主要研究领域为自然语言处理. 用Quartus II Timequest Timing Analyzer进行时序分析：实例讲解 (一) (2012-06-21 10:25:54) 转载▼ 标签： 杂谈 一，概述 用Altera的话来讲，timequest timing analyzer是一个功能强大的，ASIC-style的时序分析工具。采用工业标准--SDC（synopsys design contraints）--的约束、分析和报告方法来验证你的设计是否满足时序设计的要求。在用户的角度，从我使用TimeQuest的经验看，它与IC设计中经常用到的比如prime time，time craft等STA软件是比较类似的。用过prime time或time craft的朋友是非常容易上手的。 在这一系列的文章里，我将会拿一个DAC7512控制器的verilog设计作为例子，详细讲解如何使用TimeQuest进行时序设计和分析。 二，TimeQuest的基本操作流程 做为altera FPGA开发流程中的一个组成部分，TimeQuest执行从验证约束到时序仿真的所有工作。Altera推荐使用下面的流程来完成TimeQuest 的操作。 1. 建立项目并加入相关设计文件 不管做什么事情，都需要有一个目标或者说对象。我们用TimeQuest 做时序分析，当然也需要一个对象，这个对象实际上就是我们的设计。所以首先是要建立一个Quartus II的项目，并把所有需要的设计文件都加入到项目中去。需要注意的一点是，这里的设计文件，不仅仅包含逻辑设计相关的文件，也包含已经存在的时序约束文件，当然，需要以synopsys Design Constraints(.sdc)的格式存在的。 2. 对项目进行预编译（initial compilation） 项目建立以后，如果从来没有对项目进行过编译的话，就需要对项目进行预编译。这里的预编译是对应于全编译（full compilation）来讲的，我们可以理解为预编译是对项目进行部分的编译，而全编译是对项目进行完整的编译。做预编译的目的是为了生成一个initial design database， 文献综述 摘要：通过对数据一系列处理，运用三阶自回归AR（3）模型拟合gps坐标时间序列，由于gps坐标时间序列数据之间的相关关系，且历史数据对未来的发展有一定影响，并对未来的电力增长进行预测。理论准备：拿到一个观测值序列之后，首先要判断它的平稳性，通过平稳性检验，序列可分为平稳序列和非平稳序列两大类。如果序列值彼此之间没有任何向关性，那就意味着该序列是一个没有任何记忆的序列，过去的行为对将来的发展没有丝毫影响，这种序列我们称之为纯随机序列，从统计分析的角度而言，纯随机序列式没有任何分析价值的序列。如果序列平稳，通过数据计算进行模型拟合，并利用过去行为对将来的发展预测，这是我们所期望得到的结果。可采用下面的流程操作。 关键字：gps坐标时间序列时间序列分析数据预测 一、前言 GPS坐标时间序列分析原来是“概率论与数理统计”领域当中的一个重要分支，其中有国际著名的学术杂志“时间序列分析”。由于在过去的二十几年当中，时间序列分析方法在经济学的定量分析当中获得了空前的成功应用，因此所出现的“时间序列计量经济学”已经成为了“实证宏观经济学”的同意语或者代名词。由此可见，作为宏观经济研究，甚至已经涉及到微观经济分析，时间序列分析方法是十分重要的。 时间序列分析方法之所以在经济学的实证研究中如此重要，其主要原因是经济数据大多具有时间属性，都可以按照时间顺序构成时间序列，而时间序列分析正是分析这些时间序列数据动态属性和动态相关性的有力工具。从一些典型的研究案例中可以看出，时间序列分析方法在揭示经济变量及其相关性方法取得了重要进展。 目前关于时间序列分析的教科书和专著很多。仅就时间序列本身而言的理论性论著也很多，例如本课程主要参考的Hamilton的“时间序列分析”，以及Box 和Jankins的经典性论著“时间序列分析”；近年来出现了两本专门针对经济学和金融学所编写的时间序列专著，这也是本课程主要参考的教材。另外需要注意的是，随着平稳性时间序列方法的成熟和解决问题所受到的局限性的暴露，目前研究非平稳时间序列的论著也正在出现，其中带有结构性特征的非平稳时间序列分析方法更是受到了广泛重视。 二、本实验采用2000-01~2004-11月gps坐标时间序列数据做时间序列分析模型，数据如下： 2000.1 5.4% 2001.9 8.8% 2003.5 13.4% 2000.2 15.3% 2001.10 8.5% 2003.6 13.1% 2000.3 7.1% 2001.11 7.4% 2003.7 15.2% 2000.4 6.9% 2001.12 9.6% 2003.8 15.5% 2000.5 12.8% 2002.1 15.4% 2003.9 15.5% 2000.6 12.5% 2002.2 -3.2% 2003.10 14.8% 2000.7 13.5% 2002.3 6.2% 2003.11 15.6% 2000.8 10.6% 2002.4 10.6% 2003.12 13.4% 实验十Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计 一．实验目的： 1.同步时序逻辑电路的分析与设计方法 2.掌握时序逻辑电路的测试方法。 二．实验原理： 1.Moore同步时序逻辑电路的分析方法： 时序逻辑电路的分析，按照电路图（逻辑图），选择芯片，根据芯片管脚，在逻辑图上标明管脚号；搭接电路后，根据电路要求输入时钟信号（单脉冲信号或连续脉冲信号），求出电路的状态转换图或时序图（工作波形），从中分析出电路的功能。 2.Moore同步时序逻辑电路的设计方法： （1）分析题意，求出状态转换图。 （2）状态分析化简：确定等价状态，电路中的等价状态可合并为一个状态。（3）重新确定电路状态数N，求出触发器数n，触发器数按下列公式求：2n-1 （7）利用卡诺图如图2，求状态方程、驱动方程。 （8）自启动检验：将各无效状态代入状态方程，分析状态转换情况，画出完整的 状态转换图，如图3所示，检查是否能自启动。 文献综述 信息与计算科学 时间序列预测――在股市预测中的应用 时间序列是一种重要的高维数据类型, 它是由客观对象的某个物理量在不同时间点的采样值按照时间先后次序排列而组成的序列, 在经济管理以及工程领域具有广泛应用. 例如证券市场中股票的交易价格与交易量、外汇市场上的汇率、期货和黄金的交易价格以及各种类型的指数等, 这些数据都形成一个持续不断的时间序列. 利用时间序列数据挖掘, 可以 ]1[ 获得数据中蕴含的与时间相关的有用信息, 实现知识的提取. 时间序列分析方法最早起源于1927年, 数学家耶尔(Yule)提出建立自回归(AR)模型来预测市场变化的规律, 接着, 在1931年, 另一位数学家瓦尔格(Walker)在A R模型的启发下, 建立了滑动平均(MA)模型和自回归、滑动平均(ARMA)混合模型, 初步奠定了时间序列分析方法的基础, 当时主要应用在经济分析和市场预测领域. 20世纪60年代,时间序列分析理论和方法迈入了一个新的阶段, 伯格(Burg)在分析地震信号时最早提出最大熵谱(MES)估计理论, 后来有人证明AR模型的功率谱估计与最大熵谱估计是等效的, 并称之为现代谱估计. 它克服了用传统的傅里叶功率谱分析(又称经典谱分析)所带来的分辨率不高和频率漏泄严重等固有的缺点, 从而使时间序列分析方法不仅在时间域内得到应用, 而且扩展到频率域内, 得到更加广泛的应用, 特别是在各种工程领域内应用功率谱的概念更加方便和普遍. 到20世纪70年代以后, 随着信号处理技术的发展, 时间序列分析方法不仅在理论上更趋完善, 尤其是在参数估计算法、定阶方法及建模过程等方面都得到了许多改进, 进一步地迈向实用化, 各种时间序列分析软件也不断涌现, 逐渐成为分析随机数据序列不可缺少的有效工具 ]2[ 之一. 随着时间序列分析方法的日趋成熟, 其应用领域越来越广泛, 主要集中在预报预测领域, 例如气象预报、市场预测、地震预报、人口预测、汛情预报、产量预测, 等等. 另一个应用领域是精密测控, 例如精密仪器测量、精密机械制造、航空航天轨道跟踪和监控,以及遥控遥测、精细化工控制等. 再一个应用领域是安全检测和质量控制. 在工程施工和维修中经常会出现异常险情, 采用仪表监测和时间序列分析方法可以随时发现问题, 及早排除故障, 以保证生产安全和质量要求. 以上仅仅列举了某些应用领域,实际上还有许多应用, 不胜 ]4,3[ 枚举. 股票市场在中国社会经济生活中起着越来越重要的作用. 截至2006年底, 沪深两市总市值为89403.89亿元, 市值规模上升至全球第10位, 亚洲第3位. 由于中国股票市场在国民经济中的地位和作用不断提高, 无论是从政府宏观决策层面还是从具体投资者微观层面 时间研究在企业中的应用 1国内外文献综述 1.1关于时间研究的缘起 “时间研究”概念，最早由国外学者泰勒提出，泰勒当时提出时间研究的主要目的是改进企业关于相关工序的操作方法，制定科学合理的劳动定额，规范标准，制定标准，实行多劳多得分配方式，通过制定基本标准提高企业生产效率，降低企业生产经营成本。实践证明，由于泰勒的时间研究，企业的生产效率大大提高，造就了企业和员工双赢的局面。后来，在泰勒研究的基础上，吉尔布雷斯夫妇加以创造，对时间研究进行了升华，提出了“动作研究”概念，动作研究，顾名思义，就是对工人的操作动作进行有科学根据的分解，确定为完成工序，工人最基本、必不可少的动作要素，在此基础上，进行科学分析，通过实践，通过测量，找出最省时、最省力、最省工、效率最高的操作动作与操作顺序，根据研究结果，制定企业操作工序，规范操作动作，促进企业生产效率的提高。后人将二者的研究不断升华，不断拓展，形成了一门时间研究学说，对企业的生产造成了深远的影响，促进了现代企业生产方式的变革，造就了企业的高速发展。后人往往将两人的研究合称为“动作时间研究”。 1.2国外文献综述 随着科学技术的进步，企业生产效率逐步提高。但是关于企业生产效率的提高问题，慢慢走向了死胡同，科学技术发展已达到一定水平，单靠科学技术已不能很好促进企业生产效率的提高。企业生产效率提高问题得到国内外相关学者的普遍关注，在此背景下，国外学者首先将思维延伸到非科学技术手段上去，开展了很多理论探索。时间研究，应运而生。 国外关于时间研究方面的探索，可以追溯到20世纪末、21世纪初。时至今日，其研究已经硕果累累，研究团队不断增多，涉及领域不断扩大，研究成果遍地开花，构建了多层次、多视角、多范围的研究体系，学者不断深化理论研究，不断充实实证研究，相关定量研究方法层出不穷，研究成果十分惊人，促进了企业的生产。总结起来，国外关于时间研究方面的实证探索，主要可归纳为两方面，一是时间定额制定方法方面，二是时间模型方面。 1.2.1时间定额制定方法方面 关于时间研究定额制定方法方面，其代表人物主要有Nakayama与Furukawa。Nakayama （2002）提出利用工人工作成就，通过使用商数法这一实证研究方法，来制定相关企业的标准时间，这一方法可以反映企业员工对时序，以及对时序的动态评估方面的个体差异。Furukawa等（2006），通过研制一种装置，评估工时定额，这种装置可以利用存储的一些数据评估工时定额，这些数据包括测试资料表数据，以及技能水平表数据等。 1.2.2时间模型方面 关于时间模型方面的研究，其代表人物主要有Liu与Turkey。Liu等（2005）在研究船舶相关中间产品的标准工时时，使用了简单的线性回归模型、复杂的线性回归模型以及人工神经网络模型等三种模型，来比较可靠准确地估计相关产品的工时，取得了突破性成果。Turkey （2009）以锻造业为例，通过人工神经网络模型，构建不同于以往任何时候的工时测定模型，通过完全覆盖以往数据，可以比较准确地估计类似产品的标准工时。 1.3国内文献综述 我国关于时间研究的探索，起步比较晚，大概起始于21世纪初，而且当时仅仅是介绍相关理论，很少涉及实证研究，实践意义不是很大。我国关于时间研究的探索，取得阶段性成果是在最近十年，主要是因为经过21世纪初不少学者将时间研究理论引进到国内，引起了国内很多学者的重视，而我国企业在经过了几十年的高速发展后，也在这时遇到了瓶颈，亟待通过提高生产效率，促进企业的发展。所以，关于时间研究的探索，有了理论诉求，又 第1章FPGA中IO口时序分析 作者：屋檐下的龙卷风 博客地址：https://www.doczj.com/doc/753073146.html,/linjie-swust/ 日期：2012.3.1 1.1 概述 在高速系统中FPGA时序约束不止包括内部时钟约束，还应包括完整的IO时序约束和时序例外约束才能实现PCB板级的时序收敛。因此，FPGA时序约束中IO口时序约束也是一个重点。只有约束正确才能在高速情况下保证FPGA和外部器件通信正确。 1.2 FPGA整体概念 由于IO口时序约束分析是针对于电路板整个系统进行时序分析，所以FPGA需要作为一个整体分析，其中包括FPGA的建立时间、保持时间以及传输延时。传统的建立时间、保持时间以及传输延时都是针对寄存器形式的分析。但是针对整个系统FPGA的建立时间保持时间可以简化。 图1.1 FPGA整体时序图 如图1.1所示，为分解的FPGA内部寄存器的性能参数： （1） Tdin为从FPGA的IO口到FPGA内部寄存器输入端的延时； （2） Tclk为从FPGA的IO口到FPGA内部寄存器时钟端的延时； （3） Tus/Th为FPGA内部寄存器的建立时间和保持时间； （4） Tco为FPGA内部寄存器传输时间； （5） Tout为从FPGA寄存器输出到IO口输出的延时； 对于整个FPGA系统分析，可以重新定义这些参数：FPGA建立时间可以定义为：（1） FPGA建立时间：FTsu = Tdin + Tsu – Tclk； （2） FPGA保持时间：FTh = Th + Tclk； （3） FPGA数据传输时间：FTco = Tclk + Tco + Tout； 由上分析当FPGA成为一个系统后即可进行IO时序分析了。FPGA模型变为如图1.2所示。时序数据上的数据挖掘
时序约束实例
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