建立時(shí)間和保持時(shí)間

1、一、時(shí)鐘偏差和抖動(dòng)時(shí)鐘偏差：集成電路中一個(gè)時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)的到達(dá)時(shí)間在空間上的差別。時(shí)鐘偏差時(shí)由時(shí)鐘路徑的靜態(tài)不匹配以及時(shí)鐘在負(fù)載上的差異造成的。說(shuō)明：時(shí)鐘偏差并不造成時(shí)鐘周期的變化，造成的只是相位的偏移。時(shí)鐘抖動(dòng)：在芯片上的某個(gè)給定的點(diǎn)上，時(shí)鐘周期發(fā)生暫時(shí)的變化。即：時(shí)鐘周期在每個(gè)不同的周期上可以縮短或者加長(zhǎng)。說(shuō)明：時(shí)鐘抖動(dòng)是嚴(yán)格衡量時(shí)鐘暫時(shí)不確定性的一項(xiàng)指標(biāo)，并且經(jīng)常針對(duì)某個(gè)給定的點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明，它是一個(gè)平均值為零的隨機(jī)變量。產(chǎn)生原因比較：偏差原因：一、器件制造中的偏差（參數(shù)不同）二、互連偏差（芯片上的電容電阻的偏差）三、環(huán)境變化： 1、溫度變化 2、電源抖動(dòng)原因:一、時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生二、環(huán)境變化： 1

2、、溫度變化 2、電源（主要原因）（解決：在主要時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器的周?chē)由先ヱ铍娙荩┤?、電容耦合?1、時(shí)鐘線與相鄰信號(hào)之間的耦合。 2、所連時(shí)序元件柵電容的變化。圖1、建立時(shí)間與保持時(shí)間的示意圖二、建立時(shí)間與保持時(shí)間定義： 1、建立時(shí)間（Tsu：set up time） 在時(shí)鐘沿到來(lái)之前數(shù)據(jù)從不穩(wěn)定到穩(wěn)定所需的時(shí)間。 說(shuō)明：如果建立的時(shí)間不滿(mǎn)足要求那么數(shù)據(jù)將不能在這個(gè)時(shí)鐘上升沿被穩(wěn)定的打入觸發(fā)器。2、保持時(shí)間（Th：hold time） 數(shù)據(jù)穩(wěn)定后保持的時(shí)間。說(shuō)明：如果保持時(shí)間不滿(mǎn)足要求那么數(shù)據(jù)同樣也不能被穩(wěn)定的打入觸發(fā)器。結(jié)論：建立時(shí)間是在時(shí)鐘脈沖到來(lái)之前， 保持時(shí)間是在時(shí)鐘脈沖到來(lái)之后。同步設(shè)計(jì)

3、中的一個(gè)基本模型（如下圖）說(shuō)明：圖中Tco是觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸出的延時(shí)；Tdelay是組合邏輯的延時(shí)；Tsetup是觸發(fā)器的建立時(shí)間；Tpd為時(shí)鐘的延時(shí)。如果第一個(gè)觸發(fā)器D1建立時(shí)間最大為T(mén)1max，最小為T(mén)1min，組合邏輯的延時(shí)最大為T(mén)2max，最小為T(mén)2min 。思考： 第二個(gè)觸發(fā)器D2建立時(shí)間T3與保持時(shí)間T4應(yīng)該滿(mǎn)足什么條件，或者是知道了T3與T4那么能容許的最大時(shí)鐘周期是多少 ？為了便于分析，我們討論兩種情況即第一：時(shí)鐘的延時(shí)Tpd為零 。第二：時(shí)鐘的延時(shí)Tpd不為零 。下面通過(guò)時(shí)序圖來(lái)分析：設(shè)第一個(gè)觸發(fā)器的輸入為D1，輸出為Q1,第二個(gè)觸發(fā)器的輸入為D2，輸出為Q2 第一：假設(shè)時(shí)鐘的

4、延時(shí)Tpd為零從圖中可以看出如果：T-Tco-TdelayT3即： Tdelay T-Tco-T3符合要求的時(shí)序圖 如果組合邏輯的延時(shí)過(guò)大使得T-Tco-TdelayT3,這也就是要求的D2的建立時(shí)間。組合邏輯的延時(shí)過(guò)大時(shí)序圖結(jié)論1： 從上面的時(shí)序圖中也可以看出，D2的建立時(shí)間與保持時(shí)間與D1的建立與保持時(shí)間是沒(méi)有關(guān)系的，而只和D2前面的組合邏輯和D1的數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)有關(guān)，這也是一個(gè)很重要的結(jié)論。說(shuō)明了延時(shí)沒(méi)有疊加效應(yīng) 。第二：時(shí)鐘延時(shí)Tpd不為零 從圖中可以容易的看出對(duì)建立時(shí)間放寬了Tpd，所以D2的建立時(shí)間需滿(mǎn)足要求： TpdT-Tco-T2maxT3時(shí)鐘存在延時(shí)但滿(mǎn)足時(shí)序說(shuō)明：，如果時(shí)鐘有延時(shí)，同時(shí)數(shù)據(jù)的延時(shí)也較小那么建立時(shí)間必然是增大的，保持時(shí)間就會(huì)隨之減小，如果減小到不滿(mǎn)足D2的保持時(shí)間要求時(shí)就不能采集到正確的數(shù)據(jù)，如下圖所示 這是即T（Tpd+TTco-T2min）T4 即TcoT2min-TpdT4說(shuō)明： 1、假設(shè)時(shí)鐘的延時(shí)Tpd為零 ：這種情況下不必考慮保持時(shí)間，因?yàn)槊總€(gè)數(shù)據(jù)都是保持一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍同時(shí)又有線路的延時(shí)，也就是都是基于CLOCK的延遲遠(yuǎn)小于數(shù)據(jù)的延遲基礎(chǔ)上，所以保持時(shí)間都能滿(mǎn)足要求，重點(diǎn)是要關(guān)心建立時(shí)間 。 2、時(shí)鐘延時(shí)Tpd不為零 ：這種情況下就要考慮保持時(shí)間了，同時(shí)也需要考慮建立時(shí)間。時(shí)鐘出現(xiàn)較大的延時(shí)多是采用了異步時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法，這種方法較難保證數(shù)