Timing Borrow的理解

2023-10-27

在集成电路设计中,静态时序分析(Static Timing Analysis,STA)是一种常用的验证方法,用于确保芯片在运行时的时序约束得到满足。在STA分析过程中,Timing Borrow是一种时序收敛技术,即在某些情况下,可以借用下一级时钟周期以满足时序约束。

在芯片设计中,时序约束描述了芯片内不同信号之间的相对时间关系,如时钟边沿到达后,数据需要在多少时间内稳定;或者两个不同时钟域的数据之间的同步关系等。在设计过程中,通常需要根据系统需求和芯片实际情况制定时序约束,以确保芯片的正常运行。

但是,在某些情况下,时序约束可能会出现不满足的情况。例如,在某些复杂的时序路径上,时钟周期的延迟可能会导致数据到达目的地时已经超过了时序约束所规定的时间。为了解决这种情况,可以使用Timing Borrow技术,即暂时借用一些时钟周期(最多半个时钟周期),来确保时序约束得到满足。

上图是一个高电平触发的time borrow的例子。

数据在A点到达,肯定可以被这个latch采集到

如果数据到来的比较晚,在B点到来,只要不超过半个时钟周期,也是可以被采集到(因为latch是电平触发的,在有效电平期间它是透明的)

Positive slack:如果数据到来在opening edge之前,此时是一个正的slack,不需要使用timing borrow

Zero slack:如果数据到来在opening edge和closing edge之间,可以通过timing borrow meet timing

Negative slack:此时timing borrow也无法满足要求!

总之,在STA分析过程中,Timing Borrow是静态时序分析过程中非常重要的一种技术,用于在某些情况下临时借用一些时钟周期,以确保芯片的时序约束得到满足。

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