静态时序分析：传播延迟与转换时间

news2024/11/15 17:42:56

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静态时序分析https://blog.csdn.net/weixin_45791458/category_12567571.html?spm=1001.2014.3001.5482

一、传播延迟

在数字集成电路中，一个门的传播延迟（Propagation Time）定义为从输入的转变发生到输出转变发生的时间，所以需要定义输入和输出发生转变的时间点，单元库的开头会给出相关阈值的定义。例如，下图是某单元库的.lib文件，其中列出了输入下降沿阈值点、输入上升沿阈值点、输出下降沿阈值点、输出上升沿阈值点的值。

图1 库文件中的传播延迟阈值定义

50.0指的是相对于单元库的Vdd或Voltage而言的50%，对大多数标准单元库来说，通常使用50%作为上升\下降沿的阈值。其中上升沿指的是从0到1的转变、下降沿指的是从1到0的转变。

传播延迟分为两种：输出上升沿延迟(Tr)和输出下降沿延迟(Tf)，不使用输入沿定义传播延迟的原因在于，一般门有多个输入而只有一个输出。需要特别注意的是，通常这两个值是不同的。图2在波形图上给出了这两种传播延迟的定义（选择50%作为阈值）。

图2 传播延迟的定义

图3显示了理想波形（转换时间为0）情况下，传播延迟就是在输入沿和输出沿之间的延迟。

图3 理想波形的传播延迟

二、转换时间

转换率或压摆率（Slew Rate）定义为上升\下降沿信号转变的速率，单位是V/s等。在STA中，转换时间可以由转换的电压值和转换率计算得到，即 $\Delta t=\Delta V\div SR$ 。可以看出，转换时间和转换率呈反比关系，这意味着当转换的电压值一定时，转换率越高，转换时间越低，反之亦然。因为信号转变是一个渐进的过程，需要定义转换的开始与结束，因此像传播延时一样，.lib文件中也有对转换时间阈值的定义，图4列出了下降沿高电平、低电平阈值和上升沿高电平、低电平阈值。