在時鐘電路的設計中,存在 jitter 和 skew 問題。請解釋下:
- 什么是 jitter,什么是 skew?
- 在 pre-CTS 的時序約束中,setup 和 hold 的 clock uncertainty 分別由什么組成。
解析:
(1)名詞解釋
jitter,時鐘抖動;
skew,時鐘偏斜;
uncertainty,時鐘不確定性,包括 jitter 和 skew;
Clock Tree Synthesis,時鐘樹綜合,簡稱CTS;
(2)具體分析
clock 時鐘有不確定性(clock uncertainty),其中包括 clock jitter(時鐘抖動)和 clock skew(時鐘偏斜)。
clock jitter ,抖動來自時鐘的產生源,比如晶振、PLL,可以理解為 PLL jitter, 是頻率上的不確定性,是頻偏,即針對這一個時鐘,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 ,偏斜來自時鐘樹的延遲,是 一個時鐘到達不同時序邏輯單元的時刻不同 ,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 ;
對于 jitter,是晶振本身或者 PLL 電路帶來的,受到溫度等影響,有一定的振蕩頻率偏移,設計者可以更換穩定性更好的晶振來降低 jitter;
對于 skew,是時鐘樹上的延遲,可以通過插入 buffer 來改變,時鐘樹綜合布線后,skew 值確定;
對于同****一個時鐘到達不同的時序邏輯單元 :
pre-CTS 預布局階段 ,時鐘樹 clock tree 還沒有綜合,所以 clock tree 的 skew 還不確定,在分析 setup 和 hold 的時候都需要考慮 skew;
對于 setup ,由于發射沿和捕獲沿是相鄰的兩個沿,所以 要考慮 skew,也要考慮 jitter ;
對于 hold ,由于發射沿和捕獲沿是同一個沿,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 ,時鐘樹 clock tree 已經綜合,所以 clock tree 的 skew 已經確定 ,在分析 setup 和 hold 時的clock uncertainty 不確定性時,不需要將 skew 作為時鐘不確定性的一部分(clock uncertainty);
對于 setup ,由于發射沿和捕獲沿是相鄰的兩個沿,所以不確定性要 考慮 jitter ;
對于 hold ,由于發射沿和捕獲沿是同一個沿,不需要要考慮 jitter, 沒有時鐘不確定性 。
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