建立时间Tsu和保持时间Thd的上限的推导

 

        建立时间（setup time）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间，如果建立时间不够，数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器；

        保持时间（hold time）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间，如果保持时间不够，数据同样不能被打入触发器。

        如下图所示：

                         

        有一点需要说明，某器件中触发器的建立时间和保持时间的下限，是由器件的半导体工艺决定的；建立时间保持时间的上限，则与传输延时等因素有关。

        (1)建立时间的上限

            如下图所示：

                        

            图中，Tffpd即Tco，Tcomb即Tdelay，而且没有考虑时钟延时Tpd。假如把上述因素都考虑进去，由上图可知，建立时间容限+Tffpd(max)+Tcomb(max)+Tsetup-Tpd=Tclk，

            根据建立时间容限≥0，也就是Tclk+Tpd-Tffpd(max)-Tcomb(max)-Tsetup≥0，可以得到触发器D2的Tsetup≤Tclk+Tpd-Tffpd(max)-Tcomb(max)。

       (2)保持时间的上限

           如下图所示：

                       (图1)

           这个图乍看起来不是那么容易理解，下面稍微做一下说明。假设图1对应的电路如下：

                     

           假设从第二个触发器的D输入端引出几根线做波形测试。

           在图1的第一个时钟上升沿时刻，触发器D1在满足保持时间后打出数据；与此同时，不考虑时钟延时，在同一时刻，D2若满足保持时间的要求，D2也会打出数据。

           但是，D1打出的数据经过延时后来到D2的输入端时，若D2还处在满足保持时间所需的时间段内，D1打出的数据将会破坏D2本来应该保持的数据。

           所以，若同时考虑时钟延迟，可得  保持时间容限+Thold+Tpd＝Tffpd(min)+Tcomb(min)，根据保持时间容限≥0，也就是Tffpd(min)+Tcomb(min)-Thold-Tpd≥0可以得到触

           发器D2的Thold≤Tffpd(min)+Tcomb(min)-Tpd。

 

      从以上的分析来看，D2的建立时间与保持时间与D1的建立与保持时间是没有关系的，而只和D2前面的组合逻辑和D1的数据传输延时有关，这也是一个很重要的结论。说明了延时没有叠加效应。