建立时间和保持时间（setup time 和 hold time）.docx

建立时间和保持时间（setuptime和ho1dtime）建立时间和保持时间贯穿了整个时序分析过程。只要涉及到同步时序电路，那么必然有上升沿、下降沿采样，那么无法避免SetUP-time和ho1d-time这两个概念。1 .什么是setup-time和ho1d-time不论是在输入，输出或是寄存器-寄存器之间，只要设计到时钟上升沿/下降沿的采样，就会提到setuptime和ho1dtime0这两个指标说明器件本身不是理想的（时延等），正是这个不理想的特性，限制了工作时钟等。Setuptimeistheminimumamountoftimethedatasigna1shou1dbehe1dsteadybeforethec1ockeventsothatthedataisre1iab1ysamp1edbythec1ock.Thisapp1iestosynchronousinputsigna1stothef1ip-f1op.Ho1dtimeistheminimumamountoftimethedatasigna1shou1dbehe1dsteadyafterthec1ockeventsothatthedataarere1iab1ysamp1ed.Thisapp1iestosynchronousinputsigna1stothef1ip-f1op.上文是维基百科中的解释，这里很清楚的解释了这两个概念，但是不够具体化。也就是说，这里并没有提及这个值到底等于多少。Xi1inx文档UG612Page65提到了这两个等式SetupTime=DataPathDe1ay+SynchronousE1ementSetupTime-C1ockPathSkewHo1dTime=C1ockPathSkew+SynchronousE1ementHo1dTime-DataPathDe1ay这两个等式告诉我们的是需求值，SetupTime是时钟上升沿之前的数据所需要的（最小）有效时间，Ho1dTime是时钟上升沿之后的数据所需要的（最小）有效时间。SynchronousE1ementSetupTime和SynchronousE1ementHo1dTime可以看作是触发器的固有属性。那么，如何理解这两个式子呢？以SetUPtime为例,ho1dtime具有同样的性质。首先回到维基百科的解释，其中涉及到CIatasigna1和c1ockevent,这两个到底指的是什么？对于一个触发器来说，对与直接输入到其内部的c1。CkJn和data_in来说，这个建立时间是SynchronousE1ementSetupTime。这表明了该曲发器的属性。回到UG612定义的式子，这应该用下图来解释。datasigna1:datac1ockevent:e1kevent那么对于这一种情况，data和CIk延时候到达触发器内部，所以SetUPTime发生了变化。有SetupTime=SynchronousE1ementSetupTime+DataPathDe1ay-C1ockPathSkewTsetSynchronousE1ementS2 .如何理解S1aCk再谈一个Xi1inX公司的术语：S1ackoS1aCk的中文意思是“松弛的”，可以简单的理解为设计余量。即如果SIaCk是正数，那么设计满足要求，否则不满足要求。对于setuptime的s1ack,有S1ack=Requirement-(DataPath-C1ockPathSkew+C1ockUncertainty)S1ack=Requirement-(C1ockPathSkew+C1ockUncertainty-DataPath)这里DataPath=DataPathDe1ay+SynchronousE1ementSetupTime0而C1ockUnCertainty正如其字面意思，时钟不可能完美，时钟的不确定性会使得S1aCk变小，这是符合我们感知的。这里最值得注意的是ReqUirement,UG612中的各种'require'把我彻底绕晕了好几次。这里的ReqUirement来源于约束，即这个设计中能提供的数据在时钟沿之前有效时间的值是多少。而“DataPath-C1ockPathSkew”实际上就是上节中提到的Setuptime,这是一个最小值，如果大于这个最小值，那么SIaCk大于0,对应的就是满足要求了。这里没有考虑CIoCkUnCertainty,CIOCkUnCertainty如下图所示，带来的影响总是不好的，所以最终的S1aCk还要剪掉这个值。下图是一个时序图示例，CIk和data对应的是节1图中的信号，c1k_in和datain是到达触发器内部的信号。CIk和data之间的相位关系表明requirement为一个时钟周期。SetUPnIargin是在这一个例子中的S1aCk,由于时钟的不确定性，这个SetUPmargin还需要减去一个CIOCkUncertaintyo123CIkJ|f|TC1kJn|£|-S1ack:-0.865ns(requirement-(c1ockarriva1+c1ockpath+datapath+uncertainty)Source:OutD7(FF)Destination:0utD<7>(PAD)SourceC1ock:c1ock3_std_bufgrisingat0.OOOnsRequirement:3.000nsDataPathDe1ay:3.405ns(1eve1sof1ogic=1)C1ockPathDe1ay:0.280ns(1eve1sof1ogic=3)C1ockUncertainty:0.180ns