建立时间和保持时间

1 模型分析

 　　理解建立时间保持时间需要一个模型，如下图所示。

图：触发器时钟和数据模型

　　时钟沿到来时采样数据D，将采到的数据寄存下来，并输出到Q端，所以如果没有新的时钟沿到来，则Q端输出的一直是上次采样的数据，每来一个时钟沿，采样一次数据D。那么分析这个建立时间和保持时间，我们分两种情况，一种是clka没有传输延时（clock skew），一种是由传输延时，前者相对容易一些。

图：建立时间和保持时间

　　建立时间太短或者保持时间不够，均不能在clk的上升沿采集到正确的数据。

后面分析需要用到的参数：
　　Tco： 数据正确采样后从D端到达Q端的延时，触发器固有属性，不可改变
　　TDelay： D1输出端到D2输入端的组合逻辑延时和布线延时
　　Tsu： 触发器的建立时间，触发器固有属性，不可改变
　　Th： 触发器的保持时间，触发器固有属性，不可改变
　　Tclk： 时钟周期
　　t1： 假设源时钟为clka，clka到达D1的延时
　　t2： 同t1，是clka到达D2的延时

2 无传输延迟下的建立时间和保持时间

2.1 时钟和数据模型

 

2.2 建立时间

2.3 保持时间

　　我们假设组合逻辑的Delay延迟非常大，如下图所示。

 

3 有传输延迟下的建立时间和保持时间

　　事实上Clock的传输也是有延时的，如图所示，两个触发器的源时钟为clka，到达D1需要t1的时间，到达D2需要t2的时间，t2−t1t2−t1其实就是我们常说的clock skew（时钟偏斜），就是同一个时钟沿达到D1和D2的时延差别，如果D1和D2离的很远，那么相应的clock skew就会更大。

3.1 时钟和数据模型

3.2 建立时间

　　红色部分是时钟偏移t2-t1，建立时间的关系式：

3.3 保持时间

        图中假设组合逻辑延迟很长，棕色部分是时钟的延迟，就是t2-t1的时间差，保持时间如下式：