STA chapter5 延時計算


5.1概述

  5.1.1延時計算基礎

 

本章不考慮互聯線上的電容影響。transition time和slew 本質上一樣。對於多輸入引腳單元來說,不同的輸入引腳引發不同的輸出轉換時間值。單元延時由輸入引腳轉換時間和輸出負載共同決定。

  5.1.2含互聯線延時計算

    布圖之前的時序

  正如第四章所介紹的,布圖之前互聯線寄生電容電阻的大小可以用線負載模型來估計

  布圖之后的時序

  

 

 

 這里注意,在布圖后的寄生中包含電阻,這時候原來的查表式的非線性模型就不再適用了,因為變量中沒有電阻這一項。

5.2使用有效電容計算單元延時

  采用 有效電阻 來處理電阻的影響。

 

 

 互聯線屏蔽效應:近端電容的充電速度 快於 遠端電容的充電速度

對於工具來說,獲得布圖后的延時:工具先通過迭代法計算獲得有效電容值。

5.3互聯延時

RC互聯可以是預布局,也可以是后期布局。

基本延時計算將所有電容(包括耦合電容)視為接地電容。

具體計算是,使用戴維寧等效電源:

 

 

連線上的寄生:

 

 接下來介紹了3種net延時模型:

Elmore Delay適用於RC樹、high order interconnect delay Estimation高階互聯線延時估計 提高了精度、full chip delay caculation

 

5.4 slew 合並

slew merge point:比如下圖中的引腳Z

  如果兩個輸入先后引發輸出slew,a:慢slew並且到得早,b是快slew並到得晚:

 

 

最大路徑分析有兩可能:(我想這里應該這樣考慮:AB只有一個發生翻轉,單元延時是電壓波形50%處相差的時間)

1.最壞slew傳播。圖a中的情況。A-Z准確 B-Z悲觀

2.最壞arrival傳播。圖b中的情況。A-Z樂觀 B-Z准確

最小路徑分析也有兩種可能:

1.最好slew傳播。圖b中的情況。A-Z悲觀 B-Z准確

2.最好arrival傳播。圖b中的情況。A-Z准確 B-Z樂觀

 

 

下面這段話看起來很重要:

 

 

 “大多數的sta工具默認使用最壞和最好的slew傳播,因為這兩種可能比較保守,給分析划定了邊界。然而當對某條精確的路徑進行分析時可能會使用精確的slew傳播。精確的slew傳播可能需要打開工具中的某個操作。因此,知道工具在默認使用哪種slew傳播模式並且理解時序過於悲觀時的情景,是重要的”

 5.5不同的slew閾值

  通常情況下,工藝庫中會在單元特征中指定slew閾值,問題是,如果相連的兩個單元slew閾值不一樣,會發生什么?考慮5-11中的情景,

 

工藝庫中的參數是這樣的:

U1:

 

 

 

 

 延時計算工具根據u2 u3輸入引腳處的波形和slew閾值來計算u2 u3處輸入引腳的slew(???)

slew閾值關系:(???)

 

 5.6不同的電壓域

一個典型的設計可能會為芯片上不同的區域使用不同的電壓級別。在這樣的情形下,在不同的電壓域借口要使用level轉化單元,舉例子:

 

 

 5.7路徑延時計算

 時間通過組合邏輯單元可表現為從輸入到輸出的時序弧。

同樣,時間通過互聯線可表現為從源點到每個目標點的時序弧。

一旦整個設計被相應的時序弧標注,計算路徑延時 就是 將沿着時序弧的所有連線和單元的時序弧相加。

  5.7.1組合邏輯路徑延時

  考慮3個級聯反相器,上升沿和下降沿路徑都考慮,現在假設在N0有上升沿。

第一個反相器的輸入transition time是被指定的,未指定情況下默認為0,即理想情況。

用互聯線模型來確定第一個反相器輸入transition time和連線N0上的延時Tn0。

第一個反相器的輸出有效電容是基於輸出的RC負載獲得的。

transiton time 和 有效電容 用來獲得單元輸出下降延時。

第一個反相器單元輸出的等效戴維寧電源模型+互聯線模型用於確定第二個反相器的輸入transition time。

互聯線模型還被用於確定延時Tn1。

Tb:輸入

 用UINVb/z的RC互聯和UINVc的輸入引腳電容決定了N2的負載。

對於上面的電路,有兩條時序路徑,分別對應着輸入上升波形和輸入下降波形:

 

 

 

 

 5.7.2 到觸發器的路徑

1.考慮下面的路徑,從SDT到UFF1。

 

 0-1路徑延時:

1-0沿路徑延時:

 

 捕獲路徑延時:

 2.從寄存器到寄存器

 

 數據路徑0-1的延時:1與任何數的與非值是0 所以計算Ta 要算1-0的延時 Tn2是連線延時

 

 

 發射路徑的時鍾延時,上升沿有效 所以考慮0-1:

 

 

捕獲路徑的時鍾延時:

 

 

5.7.3 多路徑

 兩個觸發器之間存在最長路徑和最短路徑

 5.8 裕量計算

“Slack is the difference between the required time and the time that a signal arrives.”

 

 require time從捕獲觸發器獲得。

 

 考慮skew 時鍾偏斜

戛然而止?????


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