TimeQuest 静态时序分析 基本概论
静态时序分析 基本概念
1. 背景
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,给出正确是时序报告。
进行静态时序分析,主要目的就是为了提高系统工作主频以及增加系统的稳定性。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合、映射、布局和布线,以减小逻辑和布线延时,从而提高工作频率。
2. 理论分析
2.1 固定参数launch edge、latch edge、Tsu、Th、Tco概念
2.1.1 launch edge
时序分析起点(launch edge):第一级寄存器数据变化的时钟边沿,也是静态时序分析的起点。
2.1.2 latch edge
时序分析终点(latch edge):数据锁存的时钟边沿,也是静态时序分析的终点。
2.1.3 Clock Setup Time (Tsu)
建立时间(Tsu):是指在时钟沿到来之前数据从不稳定到稳定所需的时间,如果建立的时间不满足要求那么数据将不能在这个时钟上升沿被稳定的打入触发器。如图3.2所示:
图3.2 建立时间图解
2.1.4 Clock Hold Time (Th)
保持时间(Th):是指数据稳定后保持的时间,如果保持时间不满足要求那么数据同样也不能被稳定的打入触发器。保持时间示意图如图3.3所示:
图3.3 保持时间图解
2.1.5 Clock-to-Output Delay(tco)
数据输出延时(Tco):这个时间指的是当时钟有效沿变化后,数据从输入端到输出端的最小时间间隔。
2.2 Clock skew
时钟偏斜(clock skew):是指一个时钟源到达两个不同寄存器时钟端的时间偏移,如图3.4所示:
图3.4 时钟偏斜
时钟偏斜计算公式如下:
Tskew = Tclk2 - Tclk1 (公式2-1)
2.2 Data Arrival Time
数据到达时间(Data Arrival Time):输入数据在有效时钟沿后到达所需要的时间。主要分为三部分:时钟到达寄存器时间(Tclk1),寄存器输出延时(Tco)和数据传输延时(Tdata),如图3.5所示
图3.5 数据到达时间
数据到达时间计算公式如下:
Data Arrival Time = Launch edge + Tclk1 +Tco + Tdata (公式2-2)
2.3 Clock Arrival Time
时钟到达时间(Clock Arrival Time):时钟从latch边沿到达锁存寄存器时钟输入端所消耗的时间为时钟到达时间,如图3.6所示
图3.6 时钟到达时间
时钟到达时间计算公式如下:
Clock Arrival Time = Lacth edge + Tclk2 (公式2-3)
2.4 Data Required Time(setup/hold)
数据需求时间(Data Required Time):在时钟锁存的建立时间和保持时间之间数据必须稳定,从源时钟起点达到这种稳定状态需要的时间即为数据需求时间。如图3.7所示:
图3.7 数据需求时间
(建立)数据需求时间计算公式如下:
Data Required Time = Clock Arrival Time - Tsu (公式2-4)
(保持)数据需求时间计算公式如下:
Data Required Time = Clock Arrival Time + Th (公式2-5)
2.5 Setup slack
建立时间余量(setup slack):当数据需求时间大于数据到达时间时,就说时间有余量,Slack是表示设计是否满足时序的一个称谓。
图3.8 建立时间余量
如图3.8所示,建立时间余量的计算公式如下:
Setup slack = Data Required Time - Data Arrival Time (公式2-6)
由公式可知,正的slack表示数据需求时间大于数据到达时间,满足时序(时序的余量),负的slack表示数据需求时间小于数据到达时间,不满足时序(时序的欠缺量)。
3.1.7 时钟最小周期
时钟最小周期:系统时钟能运行的最高频率。
1. 当数据需求时间大于数据到达时间时,时钟具有余量;
2. 当数据需求时间小于数据到达时间时,不满足时序要求,寄存器经历亚稳态或者不能正确获得数据;
3. 当数据需求时间等于数据到达时间时,这是最小时钟运行频率,刚好满足时序。
从以上三点可以得出最小时钟周期为数据到达时间等于数据需求时间,的运算公式如下:
Data Required Time = Data Arrival Time
图解Setup 与 Hold Slack
从上面两个图中可以清晰的看出Setup与Hold Slack的定义与计算方法:
Setup slack=latch edge+Tclk2-Tsu-(launch edge+Tclk1+Tco+Tdata)
=(latch edge-lanuch edge)+(Tclk2-Tclk1)-(Tsu+Tco+Tdata)
对于工具默认的单周期来说,latch edge-lanuch edge=T,如果不考虑时钟的skew,Tclk2-Tclk1=0,上式可以表达成:
Setup slack=T-(Tsu+Tco+Tdata),这就是为什么说源寄存器与目的寄存器之间延迟不能太长的原因,延迟越长,slack越小。
Hold slack=data arrival time – data required time
=(launch edge + Tclk1 + Tco + Tdata) – (latch edge + Tclk2 + Th)
=(launch edge – latch edge) – (Tclk2 – Tclk1) + (Tco + Tdata + Th)
注意,上式中的launch edge为next launch edge,即为latch edge,所以launch edge – latch edge=0,如果不考虑时钟的skew,Tclk2-Tclk1=0,上式可以表达成:
Hold slack=Tco + Tdata – Th,这就是为什么说源寄存器与目的寄存器之间延迟不能太短的原因,时间太短,slack越小。
setup slack 计算
hold slack 计算
TimeQuest 静态时序分析 基本概论的更多相关文章
- Timequest静态时序分析(STA)基础
Setup Slack Hold Slack Recovery&Removal Recovery: The minimum time an asynchronous signal must b ...
- 【黑金原创教程】【TimeQuest】【第一章】TimeQuest 静态时序分析模型的概念
声明:本文为黑金动力社区(http://www.heijin.org)原创教程,如需转载请注明出处,谢谢! 黑金动力社区2013年原创教程连载计划: http://www.cnblogs.com/ ...
- 静态时序分析(static timing analysis)
静态时序分析(static timing analysis,STA)会检测所有可能的路径来查找设计中是否存在时序违规(timing violation).但STA只会去分析合适的时序,而不去管逻辑操作 ...
- FPGA STA(静态时序分析)
1 FPGA设计过程中所遇到的路径有输入到触发器,触发器到触发器,触发器到输出,例如以下图所看到的: 这些路径与输入延时输出延时,建立和保持时序有关. 2. 应用背景 静态时序分析简称STA,它是一种 ...
- 静态时序分析基础STA
静态时序分析SAT 1. 背景 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,给出正确是时序报告. 进行静态时序分析,主要目的就是为了提高系统工作主频 ...
- FPGA基础知识8(FPGA静态时序分析)
任何学FPGA的人都跑不掉的一个问题就是进行静态时序分析.静态时序分析的公式,老实说很晦涩,而且总能看到不同的版本,内容又不那么一致,为了彻底解决这个问题,我研究了一天,终于找到了一种很简单的解读办法 ...
- FPGA静态时序分析基础
FPGA静态时序分析基础 基本概念 Skew: 时钟偏移 Skew表示时钟到达不同触发器的延时差别,Tskew = 时钟到达2号触发器的时刻 - 时钟到达1号触发器的时刻. Jitter: 时钟抖动 ...
- 静态时序分析SAT
1. 背景 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,给出正确是时序报告. 进行静态时序分析,主要目的就是为了提高系统工作主频以及增加系统的稳定性.对 ...
- 静态时序分析(static timing analysis) --- 时序路径
时序分析工具会找到且分析设计中的所有路径.每一个路径有一个起点(startpoint)和一个终点(endpoint).起点是设计中数据被时钟沿载入的那个时间点,而终点则是数据通过了组合逻辑被另一个时间 ...
随机推荐
- 【转】tomcat性能调优
一.总结前一天的学习 从"第三天"的性能测试一节中,我们得知了决定性能测试的几个重要指标,它们是: ü 吞吐量 ü Responsetime ü Cpuload ü ...
- When you install printer in Ubuntu, just need a ppd file.
Search printing in the system and add printer. Then import ppd file. That is all.
- yum源的搭建
1.光盘的挂载 2.先创建一个文件 /aaa 然后挂载mount /dev/cdrom /aaa 进入 /aaa ls 查看是否挂载OK 3.进入yum文件夹.将除Media以外的所有文件名改为X ...
- php数组常见的几种遍历方法
1.foreach遍历 $arr[] = array('first'=>green,'second'=>'yellow','third'=>'blue'); foreach($arr ...
- ACM_1001_Exponentiation 详解
参考:http://blog.csdn.net/rually/article/details/8585268 #include<iostream> using namespace std; ...
- PLS入门
PLS入门: 1,两篇关键文章 [1] de Jong, S. "SIMPLS: An Alternative Approach to Partial Least Squares Regre ...
- java java.lang.NoClassDefFoundError 的解决办法
以简单而经典的 "HelloWorld.java" 为例 不含包层次的HelloWorld.Java public class HelloWorld { public static ...
- js中遍历出查询后的listmodel(下拉框系列)
function selectclassname(){ $.ajax({ url:"queryschoolclasslists.action", async:false, data ...
- Drools环境搭建(转)
Eclipse3.5安装Drools5.2.0.Final插件 到Drools下载页面(现在是http://www.jboss.org/drools/downloads.html) -下载并解压Dro ...
- Python——Day3知识点——文件操作
一.打开文件 文件句柄 = open('文件路径', '模式') 打开文件时,需要指定文件路径和以何等方式打开文件,打开后,即可获取该文件句柄,日后通过此文件句柄对该文件操作. 打开文件的模式有: r ...