建立时间/保持时间
概念:
建立时间(Tsu):触发器在时钟上升沿到来之前,其输入端数据必须保持不变的时间; 建立时间决定了该触发器之间的组合逻辑的最大延迟。
保持时间(Th):触发器在时钟上升沿到来之后,其输入端数据必须保持不变的时间; 保持时间决定了改触发器之间的组合逻辑的最小延迟。
图中可以看到,时钟信号直接作用在了G2和G3上面,也就意味着G2和G3是真正的采样传输门电路,输入信号应该要正确的被G2和G3采样后传输至后面的RS触发器。我们注意到,数据在传输到G3之前经过了G4,传输至G2之前经过了G4和G1。我们知道,实际情况中信号经过门电路是有延迟的。所以输入信号在到达G2和G3之前经过了G1和G4的延迟,因此就引入了建立时间的概念:建立时间就是为了补偿信号在G1和G4上的延迟。也就是数据在时钟沿来临之前,需要足够的建立时间让信号经过G1和G4到达G2和G3。触发器的建立时间主要取决于G1和G4.
那么保持时间呢?一样的,上升沿来临时,数据通过G2和G3传输至后面的RS触发器,但G2和G3也会存在延时。因此又引入了保持时间的概念:保持时间就是为了补偿信号在G2和G3上的延迟。也就是数据在时钟沿来临之后,需要足够的保持时间让信号正确的从G2和G3传输至RS触发器。触发器的保持时间主要取决于G2到G3,进而可以推断出,一般D触发器的保持时间比建立时间要长。
为什么要满足建立时间与保持时间?
因为触发器内部数据的形成是需要一定的时间的。
如果不满足建立时间和保持时间,触发器将进入亚稳态,进入亚稳态的触发器输出将不稳定,在0和1之间变化,这需要一个恢复时间(决断时间),其输出才能变得稳定,但稳定的值并不一定是你的输入值。
约束条件
建立时间
优化建立时间:
1、降低频率 (增加T)
2、降低Tcomb (代码优化)
3、控制Tskew (布局布线)
4、Tco和Tsetup(厂家决定)
保持时间