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Was ist Slack?

Wert, der die Timing-Reserve ausdrückt. Für Setup ist er die geforderte Zeit minus Ankunftszeit, für Hold die Ankunftszeit minus geforderte Zeit; ein negativer Wert bedeutet eine Verletzung.

Japanische Bezeichnung: スラック

„Slack“ kommt in 10 Übungsfragen aus 1 Themen vor, z. B. Timing-Analyse und CDC.

Fachgebiet: Timing-Analyse und CDC

Jetzt üben: Fragen zu Slack

In einer synchronen Schaltung mit einer Taktperiode von 2,0 ns beträgt die Clock-to-Q-Verzögerung des sendenden Flipflops 0,2 ns, die Verzögerung der kombinatorischen Logik 1,4 ns und die Setup-Zeit des empfangenden Flipflops 0,1 ns. Wie groß ist der Setup-Slack, wenn der Taktversatz (Skew) 0 ist?

  1. A0,3 ns
  2. B0,4 ns
  3. C0,5 ns
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Antwort: A. 0,3 ns

Der Setup-Slack ergibt sich aus „geforderte Zeit − Ankunftszeit“. Die Ankunftszeit der Daten beträgt 0,2 + 1,4 = 1,6 ns, die geforderte Zeit ist die nächste Taktflanke abzüglich der Setup-Zeit, also 2,0 − 0,1 = 1,9 ns; der Slack beträgt somit 1,9 − 1,6 = 0,3 ns. Da er positiv ist, ist die Bedingung erfüllt. 0,4 ns ist der Wert, bei dem vergessen wurde, die Setup-Zeit abzuziehen, und 0,5 ns der Wert, bei dem die Setup-Zeit fälschlich addiert wurde. Ein negativer Slack bedeutet eine Verletzung.

Ein Pfad hat eine Taktperiode von 1,0 ns, eine Clock-to-Q-Verzögerung von 0,1 ns, eine Verzögerung der kombinatorischen Logik von 0,85 ns und eine Setup-Zeit von 0,08 ns. Wie groß ist der Setup-Slack, wenn der Takt am empfangenden Flipflop 0,05 ns später ankommt als am sendenden?

  1. A−0,03 ns
  2. B+0,02 ns
  3. C−0,08 ns
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Antwort: B. +0,02 ns

Kommt der Takt am Empfänger später an (positiver Skew), verschiebt sich die übernehmende Flanke nach hinten, sodass mehr Zeit für Setup zur Verfügung steht. Die geforderte Zeit beträgt 1,0 + 0,05 − 0,08 = 0,97 ns, die Ankunftszeit 0,1 + 0,85 = 0,95 ns; der Slack beträgt also +0,02 ns. −0,03 ns ist der Wert ohne Skew, −0,08 ns der Wert, bei dem die Richtung des Skews umgekehrt (als früher ankommender Empfangstakt) behandelt wurde. Zu beachten ist, dass sich derselbe Skew ungünstig auf Hold auswirkt.

„Slack“ in den Erläuterungen

Fragen mit „Slack“ (10)

  1. In einer synchronen Schaltung mit einer Taktperiode von 2,0 ns beträgt die Clock-to-Q-Verzögerung des sendenden Flipflops 0,2 ns, die Verzögerung der kombinatorischen Logik 1,4 ns und die Setup-Zeit des empfangenden Flipflops 0,1 ns. Wie groß ist der Setup-Slack, wenn der Taktversatz (Skew) 0 ist?
  2. Ein Pfad hat eine Taktperiode von 1,0 ns, eine Clock-to-Q-Verzögerung von 0,1 ns, eine Verzögerung der kombinatorischen Logik von 0,85 ns und eine Setup-Zeit von 0,08 ns. Wie groß ist der Setup-Slack, wenn der Takt am empfangenden Flipflop 0,05 ns später ankommt als am sendenden?
  3. Die minimale Clock-to-Q-Verzögerung des Senders beträgt 0,08 ns, die minimale Verzögerung der kombinatorischen Logik 0,02 ns und die Hold-Zeit des Empfängers 0,05 ns. Wie groß ist der Hold-Slack, wenn der Takt am Empfänger 0,1 ns später ankommt als am Sender?
  4. Auf einem normalen Pfad, der mit der steigenden Flanke desselben Takts sendet und übernimmt, wurde eine Hold-Verletzung (Slack −0,03 ns) gefunden. Was gilt für diese Verletzung, wenn die Taktfrequenz halbiert wird?
  5. Auf einem Pfad mit einer Taktperiode von 1,25 ns (800 MHz) beträgt die Summe aus Clock-to-Q-Verzögerung und Verzögerung der kombinatorischen Logik 1,05 ns, die Setup-Zeit 0,05 ns, und die Taktunsicherheit für Setup ist auf 0,05 ns gesetzt. Wie groß ist der Setup-Slack?
  6. Als OCV-Derating werden bei der Setup-Analyse die Verzögerungen des sendenden Taktpfads und des Datenpfads mit 1,1 und die des empfangenden Taktpfads mit 0,9 multipliziert. Wie groß ist der Setup-Slack bei einem sendenden Taktpfad von 1,0 ns, einem Datenpfad (einschließlich Clock-to-Q) von 1,5 ns, einem empfangenden Taktpfad von 1,0 ns (ohne gemeinsamen Abschnitt), einer Periode von 3,0 ns und einer Setup-Zeit von 0,1 ns?
  7. In einer Schaltung mit einem Takt der Periode 2,0 ns gibt es einen Pfad mit einer Datenankunftszeit (Summe aus Clock-to-Q-Verzögerung und Verzögerung der kombinatorischen Logik) von 3,3 ns und einer Setup-Zeit von 0,1 ns. Da dieser Pfad nur alle 2 Zyklen einmal übernommen werden muss, wurde für Setup ein Multicycle-Pfad von 2 gesetzt. Wie groß ist der Setup-Slack?
  8. Welche Erklärung von WNS und TNS, wie sie in STA-Berichten vorkommen, ist richtig?
  9. Welche Auswirkung auf Setup und Hold hat es, wenn der Takt am empfangenden Flipflop später ankommt als am sendenden (positiver Skew)?
  10. Welche Erklärung der CRPR (Entfernung des Pessimismus des gemeinsamen Pfads), die in einer STA mit OCV-Derating durchgeführt wird, wenn sendender und empfangender Taktpfad bis zu einem Punkt gemeinsam verlaufen, ist richtig?

Verwandte Begriffe

Setup-Zeit Bitfehlerrate (BER) Flipflop OCV (On-Chip-Variation) Derating STA (statische Timing-Analyse) Taktversatz (Clock Skew) Hold-Zeit Taktunsicherheit (Clock Uncertainty) Jitter

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