STA chapter5 延时计算

Posted 2020-12-09 zhanghaha-zzz

5.1概述

　　5.1.1延时计算基础

 

本章不考虑互联线上的电容影响。transition time和slew 本质上一样。对于多输入引脚单元来说，不同的输入引脚引发不同的输出转换时间值。单元延时由输入引脚转换时间和输出负载共同决定。

　　5.1.2含互联线延时计算

　　  布图之前的时序

　　正如第四章所介绍的，布图之前互联线寄生电容电阻的大小可以用线负载模型来估计。

　　布图之后的时序

　　

 

 

 这里注意，在布图后的寄生中包含电阻，这时候原来的查表式的非线性模型就不再适用了，因为变量中没有电阻这一项。

5.2使用有效电容计算单元延时

　　采用 有效电阻 来处理电阻的影响。

 

 

 互联线屏蔽效应：近端电容的充电速度 快于 远端电容的充电速度

对于工具来说，获得布图后的延时：工具先通过迭代法计算获得有效电容值。

5.3互联延时

RC互联可以是预布局，也可以是后期布局。

基本延时计算将所有电容（包括耦合电容）视为接地电容。

具体计算是，使用戴维宁等效电源：

 

 

连线上的寄生：

 

 接下来介绍了3种net延时模型：

Elmore Delay适用于RC树、high order interconnect delay Estimation高阶互联线延时估计 提高了精度、full chip delay caculation

 

5.4 slew 合并

slew merge point：比如下图中的引脚Z

　　如果两个输入先后引发输出slew,a：慢slew并且到得早，b是快slew并到得晚：

 

 

最大路径分析有两可能：（我想这里应该这样考虑：AB只有一个发生翻转，单元延时是电压波形50%处相差的时间）

1.最坏slew传播。图a中的情况。A-Z准确 B-Z悲观

2.最坏arrival传播。图b中的情况。A-Z乐观 B-Z准确

最小路径分析也有两种可能：

1.最好slew传播。图b中的情况。A-Z悲观 B-Z准确

2.最好arrival传播。图b中的情况。A-Z准确 B-Z乐观

 

 

下面这段话看起来很重要：

 

 

 “大多数的sta工具默认使用最坏和最好的slew传播，因为这两种可能比较保守，给分析划定了边界。然而当对某条精确的路径进行分析时可能会使用精确的slew传播。精确的slew传播可能需要打开工具中的某个操作。因此，知道工具在默认使用哪种slew传播模式并且理解时序过于悲观时的情景，是重要的”

 5.5不同的slew阈值

　　通常情况下，工艺库中会在单元特征中指定slew阈值，问题是，如果相连的两个单元slew阈值不一样，会发生什么？考虑5-11中的情景，

 

工艺库中的参数是这样的：

U1:

 

 

 

 

 延时计算工具根据u2 u3输入引脚处的波形和slew阈值来计算u2 u3处输入引脚的slew（？？？）

slew阈值关系：(???)

 

 5.6不同的电压域

一个典型的设计可能会为芯片上不同的区域使用不同的电压级别。在这样的情形下，在不同的电压域借口要使用level转化单元，举例子：

 

 

 5.7路径延时计算

 时间通过组合逻辑单元可表现为从输入到输出的时序弧。

同样，时间通过互联线可表现为从源点到每个目标点的时序弧。

一旦整个设计被相应的时序弧标注，计算路径延时 就是 将沿着时序弧的所有连线和单元的时序弧相加。

　　5.7.1组合逻辑路径延时

　　考虑3个级联反相器，上升沿和下降沿路径都考虑，现在假设在N0有上升沿。

第一个反相器的输入transition time是被指定的，未指定情况下默认为0，即理想情况。

用互联线模型来确定第一个反相器输入transition time和连线N0上的延时Tn0。

第一个反相器的输出有效电容是基于输出的RC负载获得的。

transiton time 和 有效电容 用来获得单元输出下降延时。

第一个反相器单元输出的等效戴维宁电源模型+互联线模型用于确定第二个反相器的输入transition time。

互联线模型还被用于确定延时Tn1。

Tb:输入

 用UINVb/z的RC互联和UINVc的输入引脚电容决定了N2的负载。

对于上面的电路，有两条时序路径，分别对应着输入上升波形和输入下降波形：

 

 

 

 

 5.7.2 到触发器的路径

1.考虑下面的路径，从SDT到UFF1。

 

 0-1路径延时：

1-0沿路径延时：

 

 捕获路径延时：

 2.从寄存器到寄存器

 

 数据路径0-1的延时：1与任何数的与非值是0 所以计算Ta 要算1-0的延时 Tn2是连线延时

 

 

 发射路径的时钟延时，上升沿有效 所以考虑0-1：

　

 

捕获路径的时钟延时：

 

 

5.7.3 多路径

 两个触发器之间存在最长路径和最短路径

 5.8 裕量计算

“Slack is the difference between the required time and the time that a signal arrives.”

 

 require time从捕获触发器获得。

 

 考虑skew 时钟偏斜

戛然而止？？？？？