建立時間與保持時間的差異:定義、延遲、頻率、修正方式比較
兩者都是正反器正確擷取資料所需的時間條件,但要遵守的方向相反。建立時間是在時脈邊緣之前讓資料先行確定的時間,用來確認資料是否太慢。保持時間是在邊緣之後仍讓資料維持不變的時間,用來確認資料是否太快。建立條件中包含時脈週期,因此只要放慢時脈就能修正;但保持是同一個邊緣之間的比較,因此即使降低頻率也無法修正。
| 項目 | 建立時間 | 保持時間 |
|---|---|---|
| 定義 | 在時脈的有效邊緣之前,讓資料先行確定的最短時間 | 在時脈的有效邊緣之後,仍讓資料維持不變的最短時間 |
| 確認的事項 | 資料是否太慢。能否趕上下一個邊緣 | 資料是否太快。新資料是否會在同一個邊緣被擷取進去 |
| 比較的邊緣 | 發送端的邊緣,與 1 個週期後接收端的邊緣 | 發送端與接收端的同一個邊緣 |
| 檢查所用的延遲 | 最大(max)延遲。最慢的路徑 | 最小(min)延遲。最快的路徑 |
| 條件式(參考) | tcq(max) + tlogic(max) + tsu ≤ T + tskew | tcq(min) + tlogic(min) ≥ th + tskew(tskew 以接收端時脈延遲的方向為正) |
| 與時脈頻率的關係 | 式中包含週期 T。決定最大操作頻率 | 式中不包含週期。與頻率無關 |
| 時脈偏斜的影響 | 接收端時脈延遲時,餘裕增加 | 接收端時脈延遲時,餘裕減少 |
| 違規的修正方式 | 減少邏輯級數、換成驅動能力大或臨界電壓低的快速單元、將配置拉近、以管線化分割路徑、放慢時脈 | 在資料路徑中插入延遲用緩衝器、換成臨界電壓高的慢速單元、調整時脈偏斜 |
| 容易違規的角落 | 慢速條件。慢速製程、低電壓、高溫(在微細製程中,有時低溫反而較慢) | 快速條件。快速製程、高電壓、低溫等 |
| 晶片完成後才發現時 | 放慢時脈就能動作。性能會下降 | 即使降低頻率也無法修正,無法正確動作。修正多半需要變更設計 |
數值為具代表性的大致參考值,會因世代或產品而異。