STA基础chapter3

Posted 2021-02-20 zhanghaha-zzz

标准单元库

 3.1引脚电容

　　大多数情况下，只为输入引脚指定电容，输出引脚电容为0（工艺库中确实如此）。

下图，单位pF。

 

 3.2 时序模型

　　输出上升延时rise delay和输出下降延时：

 

 延迟值与负载电容大小直接相关，电容越大延时越大。在大多数情况下延时随着输入传播延时(过渡时间)的增加而增加。有几种情况下，输入阈值（用于测量延时）与单元内部开关节点有很大不同。通过单元的延时可能表现出相对于过渡时间的非单调行为——较大的过渡时间可能可能会产生较小的延时，特别是负载较小时。

　　3.2.1线性时序模型

　　3.2.2非线性延时模型NLDM

slew：

 延时表现为以输入过渡延时，输出负载为独立变量的table：

 上面描述的是输出引脚的延时，table包含了从INP1到OUT的上升和下降延时模型，和OUT引脚的最大过渡。

关于transition time：

 

 每个cell的延时变量：

 

从table中读出(上升、下降)延时的具体做法：

 

 

如果输入过渡时间和输出负载电容不在表内，就需要用插值的方法计算得出。

 　　3.2.3阈值规格和slew derating

slew的大小基于工艺库指定的测量阈值，通常为10~90%，要和波形的线性部分相对应。

随着工艺的进步这个值缩减到30~70%。

 

 

 3.3时序模型——组合单元

时序弧（正）:

 

　　3.3.1延时和slew模型

 　　传播延时 上升、下降

　　过渡时间/翻转延时 上升、下降

　　

　正时序弧、负时序弧，传播延时与翻转延时的对应不同。

 　　3.3.2通用组合块 

3.4时序模型——时序单元

　　时序弧：

 

 

 　　3.4.1同步检查：建立和保持

 举例：变量是d的引脚过渡时间约束，相关引脚过渡时间。data transition、clock transition

查找表里面的值是约束。timing type指出是上升沿触发还是下降沿触发。

 

 

有些hold为负值，这种情况发生在 触发器数据引脚到内部锁存点的路径比到时钟的路径长。因此负值保持检查意味着触发器数据引脚的值可以在时钟引脚之前改变，并且仍然满足保持时间检查。

setup也可以是负值，意味着数据可以在时钟引脚之后变化。

但是注意：setup和hold不能同时为负值，他俩的和为正。

 

 3.4.2异步检查

异步引脚：比如同步单元中的clear和set

略一部分

3.4.3传播延时 propergation

从时钟边沿到输出端的上升或下降边沿的时间。

下面是一个下降沿有效的触发器。

 

 

 

3.5 状态依赖模型 state-dependent

在组合单元中，输入输出之间的时序弧正负取决于其他引脚的状态，比如异或门。

3.6 黑盒接口时序模型

3.7先进的时序模型

3.8 功耗模型

动态功耗：与电路活动翻转有关；静态功耗：主要原因是泄露电流

 　　3.8.1动态功耗

 与输入输出引脚活动有关，由给负载电容充电和单元内部翻转引起。这两种分别被称为输出翻转功耗和内部翻转switching功耗。

输出翻转功耗与单元的输出电容负载、翻转频率、供电电压相关。

内部翻转功耗与单元类型有关，会在库中给出，叫internal power。输入或输出的活动都会带来内部功耗。指定了每一次翻转所消耗的内部能量pJ。