STA基础chapter2

Posted 2020-11-27 zhanghaha-zzz

又回到最初的起点hhhhhhh
静态时序分析那本厚厚的英文pdf被我搞来了，超级厚！不想看！但是，集成电路的女人不能认输！
一点点来吧~
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chapter2 sta原则

2.1cmos逻辑设计

2.1.1基本mos结构

0.25um技术允许制作沟道长度大于等于0.25um的mos晶体管。沟道长度：channel length

2.1.2cmos逻辑门

经典的反相器例子：

经典的与非门：AB都是逻辑1的时候noms晶体管打开，电容放电，输出电位拉低。

2.1.3标准单元

反复强调的一句话：对于所有的数字cmos单元，当输入处于稳定的逻辑状态时，不存在从电源中提取的电流（除了泄露电流）。因此电路大部分功耗与设计中的开关活动有关，是由于设计中cmos单元输入的充放电引起的。
对于逻辑1、逻辑0的界定：

2.2 cmos单元模型

扇出：单元引脚上的总电容 = 所驱动单元的所有输入电容之和 + 连线上所有线段的电容 + 驱动单元本身输出电容。

电容负载会影响G1的时序。
单元的开关速度取决于输出负载电容充电放电的速度。注意：沟道会对输出充放电路径构成阻力。充放电路径上的电阻是决定cmos开关速度的主要因素。电阻的倒数就是驱动能力。一定沟道长度下，沟道宽度越大，电阻越小，驱动能力越强。
再次总结一下：单元能够承受的最大电容负载决定了最大扇出数，即可以驱动多少其他单元，较高的输出驱动对应着较低的输出上拉下拉电阻，这允许输出引脚为更大的负载电容充电和放电。
对单元的输出输入进行建模：

和2.5对比看：

Rout是Rdh或者Rdl

2.3 开关波形

输出端电压公式（0->1）:


图a 上拉下拉电阻同时导通

2.4 传播延时

以cmos反相器单元为例，以50%为阈值点



下图为理想情况：

2.5 波形翻转

翻转阈值举例：

2.6 信号偏斜

skew偏斜：指的是两个或多个信号之间的时序差异，数据或者时钟。
如果clock skew = 50ps，意味着最长和最短时钟路径之间的延迟差异是50ps。
clock latency时钟延迟：时钟源点到终点的总时间。

为时钟树建模：

时钟不确定性 包含时钟抖动jitter和用于时序验证的额外边距。
最好把它看做最后松懈计算的一种抵消。

2.7 时序弧与unateness

每一个单元都有多个时序弧；从每个输入到输出。
正时序弧：如果输入上升引起输出上升或不变，输入下降引起输出下降或不变。
负时序弧：如果输入上升引起输出下降或不变，输入下降引起输出上升或不变。
non-unate：输出转换不能仅仅由输入的变化方向来确定，还取决于其他输入的状态。例如异或门。
如图所示：

最大路径叫late path，最小路径early path

2.8最大最小时序路径

逻辑通过逻辑路径的总延时称为路径延时。通常，逻辑可以通过多条路径传播到所需的目标点，实际路径取决于沿逻辑路径的其他输入状态。

2.9时钟域

同步设计中，时钟域可能不止一个。
时钟域是关联的还是独立的？取决于是否有“从一个时钟域开始并在另一个时钟域中结束的数据路径”，如果是关联的，需要判断路径的真假。


留坑

2.10工作环境

工艺电压温度 对延时的影响：

功率分析下的工作环境：
最大泄露电流：工艺-快（面积大），温度高，电压高。对应着最大的动态功耗。
典型泄露电流：工艺典型，温度高，电压正常。正常工作中，功耗大，温度随之升高的情况。
sta中可以用如下命令指定工作环境：按工艺库中提供的信息来。