數位電路時序分析(二)

2021-08-04 10:11:29 字數 1361 閱讀 8251

這篇文章接上篇文章繼續講一下時序系統中時序分析,如下圖為乙個時序系統的典型結構:

那麼該系統的最大執行頻率是多少呢?計算公式如下:

fre_max=1/longest delay path

因此要計算系統的最大執行頻率,就需要找出系統總的最長路徑。而最長路徑處於下面這三條路徑當中:

1.clock to output delay: tc2q + tcomb_q2omax,其中tcomb_q2o指的是q輸出到任何輸出的最長路徑。

2.register to register delay:tc2q + tcomb_q2d max + tsetup,其中

tcomb_q2d max 指的是dff的q輸出到dff的d輸入的最長路徑。

3.pin to pin combination delay:tcomb_i2o max,指的就是輸入到輸出的最長的路徑,中間沒有任何dff的干擾。

一般情況下,時序系統的輸入輸出都會打進暫存器中,即如下圖所示的結構:

這種情況thold 需要滿足下面的式子:

tc2q + tpd min >=thold,一般情況下在時序電路中是很容易滿足這個等式的。

下面可以看乙個簡單的例子:切換頻率的計算,

如下圖所示:

上面說到的都是對於內部dff的分析,下面說一下對於外部輸入如何計算setup時間和hold時間,這個是有區別與內部dff的setup時間和hold時間的。

外部輸入會通過乙個pad驅動器緩衝,經過組合邏輯然後到達同步的輸入端d,如下圖所示:

這種情況下對於輸入din來說最壞的情況就是clk 先與din到達同步輸入端,因此其setup時間為:

din setup =tsu + tpddin max - tpdclk min,這裡的tpd如下圖中的虛線框圖所示:

而這種情況下對於hold 時間來講,最壞的情況就是資料din先到同步輸入端,而時鐘clk後到達同步輸入端,因此hold時間的計算方法如下:

din hold= thd + tpdclk max - tpddin min.

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