計時分析器頻率分析

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作者

全面的靜態計時分析包括對註冊機、I/O 以及非同步重設路徑的分析。計時分析器使用所需的資料時間、資料到達時間和頻率到達時間來驗證電路效能,並偵測可能的計時違規。計時分析器會決定設計正確運作時序關係,並根據所需時間檢查抵達時間以確認時間。

頻率設定檢查

若要執行頻率設定檢查,計時分析器會分析每個寄存器對註冊路徑的每個啟動和񝬡鎖邊緣,以判斷設定關係。針對目的地收銀台的每個閂鎖邊緣,計時分析器使用最接近原始端的頻率邊緣註冊為啟動邊緣。

在 圖 1 中,兩個設定關係會被定義並標記為 Setup A 和 Setup B。對於 10 ns 的閂鎖邊緣,最接近作為啟動邊緣的頻率為 3 ns,並標示為 Setup A。對於 20 ns 的閂鎖邊緣,作為啟動邊緣最近的頻率是 19 奈斯,並標記為 Setup B。

圖 1。安裝檢查。

計時分析器會報告頻率設定檢查為鬆懈值的結果。Slack 是符合或未滿足計時要求的幅度。正松減表示滿足需求的幅度,負松減表示無法滿足需求的幅度。計時分析器可判斷內部暫存器到註冊路徑的頻率設定鬆懈,如方程 1 所示。

方程 1

頻率設定鬆懈 = 資料必要時間 – 資料抵達時間

所需的資料 = 頻率到達時間 – μtSU – 設定不確定性

頻率到達時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地收銀機

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 頻率網路延遲源註冊器 + μtCO + 註冊到註冊延遲

如果資料路徑是從輸入埠到內部收銀機,計時分析器會使用方程 2 中所顯示的方程來計算設定的鬆懈時間。

方程 2

頻率設定鬆懈時間 = 資料必要時間 – 資料抵達時間

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 頻率網路延遲到原始碼註冊 + 輸入最長延遲的針腳 + 針腳以註冊延遲

所需資料時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地註冊機 – μtSU

如果資料路徑是輸出埠的內部暫存器,時序分析器會使用方程 3 中所顯示的方程來計算設定的鬆懈時間。

方程 3

頻率設定鬆懈時間 = 資料必要時間 – 資料抵達時間

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 頻率網路延遲到原始碼註冊 + μtCO + 註冊到針腳延遲

所需資料時間 = 񝬡鎖邊緣 + 頻率網路延遲至目的地收銀機 ─ 輸出針腳的最大延遲

頻率握取檢查

若要執行頻率固定檢查,計時分析器分析器會針對所有來源和目的地收銀機對存在的每一種可能設定關係確定固定關係。計時分析器會從所有設定關係中檢查所有連續的頻率邊緣,以確定固定關係。時序分析器分析器對每個設定關係執行兩次固定檢查。第一次擷取檢查會確定目前啟動邊緣所啟動的資料並非由前一個񝬡鎖邊緣擷取。第二次擷取檢查會確定下一個啟動邊緣所啟動的資料並非由目前的񝬡鎖邊緣擷取。

圖 2 顯示標示為 Setup A 和 Setup B 的兩種設定關係。第一次握住檢查的標籤為「握住檢查 A1 」和「持有檢查 B1」,分別是安裝 A 和 Setup B。第二個握取檢查分別標示為「握住檢查 A2」和「握住檢查 B2」以進行設定 A 和 Setup B。

圖 2。請握住檢查。

計時分析器會從可能的握住關係中,選擇限制最嚴格的保持關係。選擇閂鎖與啟動邊緣(也就是閂鎖– 啟動,而不是閂鎖的絕對值 – 啟動)之間最小差異的保持關係,因為這決定了註冊到註冊路徑最小允許的延遲。如需圖 2,選取的持有關系為「握住檢查 A2」。計時分析器可判斷頻率保持鬆懈,如方程 4 所示。

方程 4

頻率保持鬆懈 = 資料到達時間 – 所需的資料時間

所需資料時間 = 頻率到達時間 +μtH + 保持不確定性

頻率到達時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地收銀機

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 頻率網路延遲到原始碼註冊 +μtCO+ 註冊註冊延遲

如果資料路徑是從輸入埠到內部收銀機,計時分析器會使用方程 5 中所顯示的方程來計算緩存的鬆懈時間。

方程 5

頻率設定鬆懈時間 = 資料到達時間 – 所需的資料時間

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 頻率網路延遲到原始碼註冊 + 輸入最小延遲的針腳 + 針腳註冊延遲

所需資料時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地註冊機 + μtH

如果資料路徑是輸出埠的內部暫存器,計時分析器會使用方程 6 中所顯示的方程來計算緩存的鬆懈時間。

方程 6

頻率設定鬆懈時間 = 資料到達時間 – 所需的資料時間

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 頻率網路延遲到原始碼註冊 + μtCO + 註冊到針腳延遲

所需資料時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地註冊-輸出最小延遲針腳

復原與移除

復原時間是非同步控制訊號的最短時間長度,例如,在下一個活動頻率邊緣之前,復原時間必須穩定。復原鬆懈時間計算類似于頻率設定鬆懈時間計算,但它應用非同步控制訊號。如果已註冊非同步控制,計時分析器使用方程 7 來計算復原鬆懈時間。

方程 7

復原鬆懈時間 = 需要的資料時間 – 資料抵達時間

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 頻率網路延遲到原始碼註冊 + μtCO+ 註冊註冊延遲

所需資料時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地註冊機 – μtSU

如果未註冊非同步控制,計時分析器會使用方程 8 中所顯示的方程來計算復原鬆懈時間。

方程 8

復原鬆懈時間 = 需要的資料時間 – 資料抵達時間

資料抵達時間 = 啟動邊緣 + 最大輸入延遲 + 埠註冊延遲

所需資料時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地註冊延遲 – μtSU

注意:如果非同步重設訊號來自埠 (裝置 I/O),則必須將輸入最大延遲分配給計時分析器的非同步重設針腳,才能在該路徑上執行復原分析。

移除時間是在活動頻率邊緣之後,非同步控制訊號必須穩定的最短時間長度。計時分析器移除時間鬆懈計算類似于頻率保持鬆懈計算,但它應用非同步控制訊號。如果已註冊非同步控制,計時分析器會使用方程 9 中所顯示的方程來計算移除鬆懈時間。

方程 9

移除鬆懈時間 = 資料抵達

時間 – 需要的資料時間

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 頻率網路延遲到原始碼註冊 + μtCOof Source Register + 註冊以註冊延遲

所需資料時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地註冊機 + μtH

如果未註冊非同步控制,計時分析器會使用方程 10 中所顯示的方程來計算移除鬆懈時間。

方程 10

移除鬆懈時間 = 資料抵達時間 – 需要資料的時間

資料到達時間 = 啟動邊緣 + 輸入最小延遲針腳 + 最小針腳以註冊延遲

所需資料時間 = Latch Edge + 頻率網路延遲至目的地註冊器 +μtH

注意:如果非同步重設訊號來自裝置針腳,則必須指定計時分析器的非同步重設針腳的輸入最低延遲限制,才能在此路徑上執行移除分析。

多週期路徑

多週期路徑是需要超過一個頻率週期的資料路徑,才能在目的地收銀台擷取資料。舉例來說,可能需要一個收銀機,才能在每秒或第三個上升頻率邊緣擷取資料。

圖 3 顯示乘數輸入收款器和輸出收銀機之間多週期路徑的範例,目的地在其他頻率邊緣擷取資料。如需set_multicycle_path指令的相關資訊,請參閱 時序分析set_multicycle_path命令

圖 3。多週期路徑。

下列頁面提供 SDC 指令的相關資訊,以描述頻率和頻率特性。

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