建立時間和保持時間都是針對觸發器的特性說的。
時序圖如下:
建立時間(tsu:set up time)
是指在觸發器的時鐘訊號上公升沿到來以前,資料穩定不變的時間,如果建立時間不夠,資料將不能在這個時鐘上公升沿被穩定的打入觸發器,tsu就是指這個最小的穩定時間。
保持時間(th:hold time)
是指在觸發器的時鐘訊號上公升沿到來以後,資料穩定不變的時間,如果保持時間不夠,資料同樣不能被穩定的打入觸發器,th就是指這個最小的保持時間。
輸出相應時間(tco)
觸發器輸出的響應時間,也就是觸發器的輸出在clk時鐘上公升沿到來之後多長的時間內發生變化,也即觸發器的輸出延時。
可以跑的最高的時鐘頻率是(最小時鐘週期):
tmin =tco+ tdata + tus
提高時鐘頻率的方法:
只能通過優化組合邏輯的延時時間。
乙個電路的執行時間最高頻率取決於關鍵路徑(最長延時路徑)
改善方法。
1、優化設計
2、流水線設計
數字系統設計常見與之有關的問題
1、問題提出
數字系統設計常見的電路圖,這裡需要保證資料能夠正確的在這兩個觸發器上進行傳輸,由此確定中間組合邏輯電路的傳輸延時的範圍。
tcomb: 組合邏輯電路的傳輸延時
2、第二個觸發器要滿足建立時間的約束條件
時序圖如下,假設d1的輸入為圖中的藍線所示
時序解釋:
在第乙個時鐘上公升沿,前邊的觸發器採集d1訊號,將高電平打入觸發器,經過tco的觸發器輸出延時到達組合邏輯電路。又經過組合邏輯電路的延時tcomb(我們假定組合邏輯電路此時沒有改變訊號的高低,可以把它假定為乙個緩衝器)送到了d2介面上。在第二個時鐘上公升沿到來之前,d2資料線上的訊號要滿足穩定時間》觸發器的建立時間tsu。
tclk - tco - tcomb > tsu考慮最壞的情況:觸發器的輸出延時最大,組合邏輯電路的延時也最大,可得:
tclk - tco-max - tcomb-max > tsu3、第二個觸發器要滿足保持時間的約束條件時序圖如下,假設d1的輸入為圖中的藍線所示
時序解釋:
接著之前的時序圖繼續,在第二個時鐘上公升沿前邊觸發器採集到d1上的低電平,經過tco的延時在q1上得到表達。這個低電平在經過組合電路延時tcomb到達d2。現在的問題是經過這麼tco+tcomb的延時,d2上原本的高電平在第二個時鐘上公升沿到來之後的穩定時間 > 第二個觸發器的保持時間。滿足了這個條件,後邊的觸發器才能穩定的接收到最初由d1傳過來的高電平。
tco + tcomb > th考慮到最壞的情況:觸發器的輸出延時最小,組合邏輯電路的延時也最小
tco-min + tcomb-min > th4、問題的答案我們得到中間組合邏輯電路的輸出延時範圍為:
(tclk - tco-max - tsu) > tcomb > (th - tco-min)部分節選:
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