序列门控在扫描位移中实现强大的时序闭合
建立/保持时序概述
触发器和锁存器是时序电路的两个基本构件。触发器在所应用的时钟脉冲的活动边沿(正或负)更改其状态。触发器在无活动时钟边沿时只保持其输出。另一方面,锁存器是电平敏感器件,它不断对其输入进行采样,并相应地在某些电平启动信号的活动脉冲电平(正或负)上更改其输出。触发器采用主从配置,有两个锁存器在彼此相对的活动电平上以级联方式工作。一个触发器的面积几乎是锁存器面积的两倍。
为了实现同步设计,我们需要确保触发器/锁存器的输出不处于亚稳状态。这可以通过在设计中满足建立和保持检查要求来确保。
在触发器中,1-1是保持检查,而1-3是用于单周期操作的建立检查(图1)。我们需要确保由触发器1发出的数据在下一个活动边沿之前由触发器2捕获。同时,我们也需要确保由触发器1发出的数据在相同的活动边沿上没有被触发器2捕获。
图1
当第二个触发器被负边沿触发后,建立检查将是1-2(见图2),而保持检查将发生在上一个负边沿(见图2)。这意味着由触发器1发出的数据不应被之前触发器2的下降沿捕获。除非我们拥有超过半个周期的时钟偏移,否则无法以实时的方式将其实现。
图2
因此,在正-正或负-负触发器对中,建立检查默认为一个周期,保持检查为零周期,而在正-负或负-正触发器对中,建立检查默认为半个周期,而保持检查为反向的半个周期。现在让我们了解一下锁存器中的时序检查概念。
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