靜態時序分析基礎

建立時間，保持時間

為了確保寄存器在時鐘沿穩定采集數據，那么必須要滿足寄存器的建立，保持時間要求。

建立時間要求：在寄存器有效時鐘沿之前至少Tsetup時間，數據必須到達且穩定。如下圖所示。

保持時間要求：在數據采集有效時鐘沿之后，數據必須維持最短Thold時間不變。如下圖所示。

建立時間裕量計算

同步時序電路如下圖所示。這里對后面一個寄存器進行建立時間裕量分析。

其中寄存器的輸出延時為Tcq，即時鐘有效沿之后延時Tcq時間，數據才到達寄存器Q端。第一個寄存器有效時鐘沿之后Tcq時間，數據才到達Q1端，如下圖所示。

再經過組合邏輯運算，得到數據C1，其中組合邏輯的延時為Tlogic。時序如下圖。

從這里可以看到，如果clk2和clk1之間沒有延時。那么對于后面的寄存器而言，數據提前于采樣時鐘沿之前Tcycle-（Tcq+Tlogic）時間到來，且穩定。其中Tcycle為時鐘周期。

由于寄存器要求的建立時間為Tsetup，故電路必須滿足 Tcycle -（Tcq+Tlogic）- Tsetup>0 。建立時間裕量 Tset_slack =Tcycle -（Tcq+Tlogic）- Tsetup

如果clk1與clk2之間存在skew，如下圖所示，如正skew。得建立時間裕量為

Tset_slack =Tcycle -（Tcq+Tlogic）- Tsetup + Tskew

這是對建立時間有益的。

保持時間裕量計算

在時鐘沒有skew的情況下。在后一個寄存器有效采樣時鐘沿之后，同時新的C1只有經過Tcq+Tlogic之后才會到達。故要滿足保持時間要求，只需要滿足Tcq+Tlogic>Thold。保持時間裕量Thold_slack =Tcq+Tlogic-Thold

如果clk1與clk2之間存在skew。如下圖所示（正skew）。

可以看到，C1_NEW在clk2時鐘沿后，Tlogic+Tcq-Tskew就改變了。此時保持時間裕量Thold_slack =Tcq+Tlogic-Thold - Tskew 。可以看到，正skew對保持時間是無益的。

總結

可以看到，必須滿足建立時間要求和保持時間要求，級滿足如下關系式。

Tset_slack =Tcycle -（Tcq+Tlogic）- Tsetup + Tskew>0

Thold_slack =Tcq+Tlogic-Thold - Tskew > 0

從中可以看出，建立時間與保持時間要求是一對矛盾的關系，在設計電路時，我們要折中考慮。