在時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)中,存在 jitter 和 skew 問題。請(qǐng)解釋下:
- 什么是 jitter,什么是 skew?
- 在 pre-CTS 的時(shí)序約束中,setup 和 hold 的 clock uncertainty 分別由什么組成。
解析:
(1)名詞解釋
jitter,時(shí)鐘抖動(dòng);
skew,時(shí)鐘偏斜;
uncertainty,時(shí)鐘不確定性,包括 jitter 和 skew;
Clock Tree Synthesis,時(shí)鐘樹綜合,簡(jiǎn)稱CTS;
(2)具體分析
clock 時(shí)鐘有不確定性(clock uncertainty),其中包括 clock jitter(時(shí)鐘抖動(dòng))和 clock skew(時(shí)鐘偏斜)。
clock jitter ,抖動(dòng)來(lái)自時(shí)鐘的產(chǎn)生源,比如晶振、PLL,可以理解為 PLL jitter, 是頻率上的不確定性,是頻偏,即針對(duì)這一個(gè)時(shí)鐘,前后周期在變 ,jitter = T2 - T1(或者也存在占空比上的不確定性);
clock skew ,偏斜來(lái)自時(shí)鐘樹的延遲,是 一個(gè)時(shí)鐘到達(dá)不同時(shí)序邏輯單元的時(shí)刻不同 ,但是周期是不變的, 存在相位差,是相偏 ,可以理解為 clock tree skew, 是相位上的不確定性 ;
對(duì)于 jitter,是晶振本身或者 PLL 電路帶來(lái)的,受到溫度等影響,有一定的振蕩頻率偏移,設(shè)計(jì)者可以更換穩(wěn)定性更好的晶振來(lái)降低 jitter;
對(duì)于 skew,是時(shí)鐘樹上的延遲,可以通過(guò)插入 buffer 來(lái)改變,時(shí)鐘樹綜合布線后,skew 值確定;
對(duì)于同****一個(gè)時(shí)鐘到達(dá)不同的時(shí)序邏輯單元 :
pre-CTS 預(yù)布局階段 ,時(shí)鐘樹 clock tree 還沒有綜合,所以 clock tree 的 skew 還不確定,在分析 setup 和 hold 的時(shí)候都需要考慮 skew;
對(duì)于 setup ,由于發(fā)射沿和捕獲沿是相鄰的兩個(gè)沿,所以 要考慮 skew,也要考慮 jitter ;
對(duì)于 hold ,由于發(fā)射沿和捕獲沿是同一個(gè)沿,所以 只要考慮 skew,不需要要考慮 jitter ;
如下圖所示:
post-CTS 后布局階段 ,時(shí)鐘樹 clock tree 已經(jīng)綜合,所以 clock tree 的 skew 已經(jīng)確定 ,在分析 setup 和 hold 時(shí)的clock uncertainty 不確定性時(shí),不需要將 skew 作為時(shí)鐘不確定性的一部分(clock uncertainty);
對(duì)于 setup ,由于發(fā)射沿和捕獲沿是相鄰的兩個(gè)沿,所以不確定性要 考慮 jitter ;
對(duì)于 hold ,由于發(fā)射沿和捕獲沿是同一個(gè)沿,不需要要考慮 jitter, 沒有時(shí)鐘不確定性 。
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