靜態時序分析 基礎概念

2021-10-05 05:57:00 字數 2740 閱讀 8767

靜態時序分析是檢查系統時序是否滿足要求的主要手段。以往時序的驗證依賴於**,採用**的方法,覆蓋率跟所施加的激勵有關,有些時序違例會被忽略。此外,**方法效率非常的低,會大大延長產品的開發周期。靜態時序分析工具很好地解決了這兩個問題。它不需要激勵向量,可以報出系統中所有的時序違例,並且速度很快。但並沒有進行系統功能上的驗證

上圖我們可以看到靜態時序分析在整個晶元設計流程中的位置,可以發現sta幾乎涉及後端的全部階段,是sign off的重要工具。。通過靜態時序分析,可以檢查設計中的關鍵路徑分布;檢查電路中的路徑延時是否會導致setup違例;檢查電路中是否由於時鐘偏移過大導致hold違例;檢查時鐘樹的偏移和延時等情況。此外靜態時序分析工具還可以與訊號完整***結合在一起分析串擾問題。常用的靜態時序工具是primetime。其主要輸入輸出為:

相對於動態**,我們可以得出下表:

1.建立時間(setup time)

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打入觸發器

2.保持時間(hold time)

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,資料將不能被打入觸發器。 

3.時間裕量(time slack)

傳輸中的訊號的真實時間於需求時間之間的差值。通常用來表示設計是否滿足時序要求。

4.時鐘抖動(clock jitter)

指時鐘邊沿變化不確定的時間。

5.時鐘偏斜(clock skew)

時鐘和其它訊號的傳輸一樣會有延時的。下圖中,時鐘訊號從時鐘源傳輸到源暫存器的延時定義為tc2s ,傳輸到目標暫存器的延時定義為 tc2d。

時鐘偏斜是指時鐘源到達源暫存器和目的暫存器的時間偏移。其計算公式為:tskew = tc2d – tc2s。

6.時序分析起點(launch edge)

第一級暫存器資料變化的時鐘邊沿,也是靜態時序分析的起點。

7.時序分析終點(latch edge)

資料鎖存的時鐘邊沿,也是靜態時序分析的終點。

8.資料輸出延時(clock-to-output delay)

這個時間指的是當時鐘有效沿變化後,資料從輸入端到輸出端的最小時間間隔。

9.資料到達時間(data arrival time)

輸入資料在有效時鐘沿后到達所需要的時間。主要分為三部分:時鐘到達源暫存器時間(tc2s),暫存器輸出的延時(tco)和源暫存器到目的暫存器資料傳輸的延時(tr2r),如下圖:

因此,data arrival time = launch edge + tc2s + tco + tr2r

10.資料需求時間(data required time)

在時鐘鎖存的建立時間和保持時間之間資料必須穩定,從源時鐘起點達到這種穩定狀態需要的時間即為資料需求時間。如下圖:

因此,(建立)data required time = latch edge + tc2d – tsu;

(保持)data required time = latch edge + tc2d + th;

而習慣用clock arrival time (時鐘到達時間)= latch edge + tc2d

sta主要分為以下三步:

1、將整個電路設計分割成不同的時序路徑

2、計算每一條時序路徑的邏輯延時

3、檢查時序路徑是否滿足其時序約束

時序路徑可分為以下四種:

靜態時序分析

常用的靜態時序分析結構圖 時序圖如下 紅色虛線之間的是建立時間和保持時間,在這段時間內資料應保持穩定不變。其中clk1是前一級觸發器的時鐘,clk2是後一級觸發器的時鐘。clk2相對於clk1存在一定的偏斜tclk skew。我們在在後一級觸發器的第乙個時鐘上公升沿分析保持時間,在後一級觸發器的第二...

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