Vivado综合设置之-gated_clock_conversion

本文验证-gated_clock_conversion设置为on或off时，给Schematic带来的差异。

-gated_clock_conversion设置为on时，用于移除门控时钟，门控时钟是由门电路而非专用时钟模块（例如MMCM或PLL）生成的时钟。

门控时钟会对设计带来一些负面影响。

典型的危害包括：时钟信号可能会有毛刺；时钟歪斜（Clock Skew）会恶化。

1. 当时钟负载少且时钟频率低（比如小于5MHz）时，可以适当使用门控时钟，此时建议手工插入BUFG。
2. 设计中应该尽量避免使用门控时钟，时钟信号应尽可能由MMCM/PLL产生。

UG901有如下图的描述：

 上图说明：要实现门控时钟的转换必须在综合设置中将-gated_clock_conversion设置为on或auto，且要在Verilog代码中设置gated_clock属性，两者缺一不可。设置gated_clock属性指定了门控时钟逻辑的输入时钟（而非输出时钟），比如：(* gated_clock = “true” *) input clk;中的clk就是输入时钟。

下图是门控时钟的测试代码。

测试代码1

module top(
    (* gated_clock = "true" *) input clk,
    input clk_en,
    output reg cnt
);
    wire pll_out;               
    assign pll_out = clk_en & clk;

    always @(posedge pll_out)
    begin
        cnt <= cnt + 1;
    end
endmodule

其中，assign pll_out = clk_en & clk;就是一个典型的门控时钟代码，上述代码经过综合后的原理图见下图：

-gated_clock_conversion设置为off时的原理图1

 上图中时钟pll_out是通过LUT2产生的，从硬件设计的角度看，不建议这样产生时钟，显得不够专业，这里我们将-gated_clock_conversion设置为off了，导致Vivado综合器即使看这个图不舒服，甚至还有点想笑，但也不会做什么~

  -gated_clock_conversion设置为on时的原理图1

 当我们将-gated_clock_conversion设置为on后，Vivado综合器看上上图不舒服，说，让开，老子来给你改改图，就改成了上图的样子，上图已经没有门控时钟了，这个图看起来也专业~

module top(
    (* gated_clock = "true" *) input clk,
    input clk_en,
    input rst,
    output reg [3:0] cnt
);
    wire gate_clock;
    reg [3:0] cnt_i;
    assign gate_clock = clk_en & clk;

    always @(posedge gate_clock)
    begin
        if(rst)
            cnt_i <= 0;
        else
         cnt_i <= cnt_i + 1;
         cnt   <= cnt_i;
    end
endmodule

-gated_clock_conversion设置为off时的原理图2

-gated_clock_conversion设置为on时的原理图2