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静态时序分析https://blog.csdn.net/weixin_45791458/category_12567571.html?spm1001.2014.3001.5482 在静态时序分析中不管是组合逻辑单元如与门、或门、与非门等还是时序逻辑D触发器等在时序建模时都拥有多条时序弧(Timing Arc)。时序弧是用来描述信号翻转传播路径一种抽象。举例来说对于组合逻辑单元每个输入引脚(Pin)到输出引脚都有相应的时序弧对于时序逻辑单元有从时钟引脚到输出引脚的时序弧也有从时钟引脚到数据引脚的建立、保持时间约束时序弧。每个时序弧都有时序敏感(Timing Sense)它描述了信号翻转在沿着时序弧传播过程中的翻转特性即对应不同的输入翻转输出是如何翻转的。时序敏感分为三类分别是正单调性(Positive Unate)、负单调性(Negative Unate)和非单调性(Non Unate)下面详细说明这三者。 一个时序弧的正单调性指的是当不是时序弧起点的其他输入引脚的信号值固定为某一组特定值时时序弧起点输入引脚的正翻转只可能引起时序弧终点输出引脚的正翻转时序弧起点输入引脚的负翻转只可能引起时序弧终点输出引脚的负翻转“可能”指的是时序弧起点输入引脚的翻转可能并不会导致时序弧终点输出引脚翻转但在进行时序分析时我们不考虑这种情况因为工具总是尽可能让信号翻转传播下去而不是在中间中断这也意味着时序分析的结果是悲观的、保守的。例如一个与门的每个输入引脚到输出引脚的时序弧都是正单调性的如图1所示。 图1 与门的正单调时序弧 在分析图1的与门中时序弧的时序敏感时我们会固定非时序弧起点输入引脚的值为一组固定值对于与门是1因为只有其他输入引脚的值为1才能使时序弧起点输入引脚的翻转传播到时序弧终点输出引脚否则当其他输入引脚的值存在0输出会直接固定为0。对于与门的每一个引脚都应该这样分析从这个例子中我们也可以看出在根据时序弧进行时序分析时不会考虑多个输入引脚同时翻转的情况这很显然因为一条时序弧中不会包含两个输入引脚而时序路径由时序弧组成自然也就无法分析多个输入引脚同时翻转了。如果与门的例子明白了那么对于或门时序弧的分析也是同理它也是正单调性的且会固定非时序弧起点输入引脚的值为0原因也是为了让翻转传播。 一个时序弧的负单调性指的是当不是时序弧起点的其他输入引脚的信号值固定为某一组特定值时时序弧起点输入引脚的正翻转只可能引起时序弧终点输出引脚的负翻转时序弧起点输入引脚的负翻转只可能引起时序弧终点输出引脚的正翻转。例如与非门和或非门的每个输入引脚到输出引脚的时序弧都是负单调性的如图2所示。 图2 或非门的负单调时序弧 就如正单调性一样 在分析与非门的时序敏感时会固定非时序弧起点输入引脚的值为1在分析与非门的时序敏感时会固定非时序弧起点输入引脚的值为0如图2所示这都是为了翻转的传播。 一个时序弧的非单调性指的是当不是时序弧起点的其他输入引脚的信号值固定为某一组特定值时这个时序弧可能是正单调的也可能是负单调的这取决于特定的不是时序弧起点的其他引脚的信号取值。也许这个解释比较晦涩难懂下面将举例说明。 一个异或门的每个输入引脚到输出引脚的时序弧都是非单调性的如图3所示。 图3 异或门的非单调时序弧 对于两输入异或门而言当不是时序弧起点的另一个引脚值固定为1时该时序弧是负单调当不是时序弧起点的另一个引脚值固定为0时该时序弧是正单调。在对这种元器件进行分析时常常使用状态相关的时序模型这在之后的文章中会进行解释。 我们再举最后一个非单调性的例子一个二选一数据选择器的选择输入引脚Sel到输出的时序弧是非单调性的。假设Sel为1选择A输入Sel为0选择B输入。当A输入引脚值固定为0B输入引脚值固定为1时Sel输入引脚的正翻转从选择B输出到选择A输出会导致输出引脚的负翻转Sel输入引脚的负翻转从选择A输出到选择B输出会导致输出引脚的正翻转即体现负单调性当A输入引脚值固定为1B输入引脚值固定为0时Sel输入引脚的正翻转从选择B输出到选择A输出会导致输出引脚的正翻转Sel输入引脚的负翻转从选择A输出到选择B输出会导致输出引脚的负翻转即体现正单调性。对于其他A、B的取值情况Sel输入引脚的翻转不会导致输出翻转所以不在考虑范围内。 综上所述一个时序弧的时序敏感指的是输出翻转和输入翻转的关系如果时序弧起点输入引脚的正翻转只可能引起时序弧终点输出引脚的正翻转时序弧起点输入引脚的负翻转只可能引起时序弧终点输出引脚的负翻转则这段时序弧是正单调的如果时序弧起点输入引脚的正翻转只可能引起时序弧终点输出引脚的负翻转时序弧起点输入引脚的负翻转只可能引起时序弧终点输出引脚的正翻转则这段时序弧是负单调的如果某些情况下时序弧起点输入引脚的正翻转可能引起时序弧终点输出引脚的正或负翻转时序弧起点输入引脚的负翻转可能引起时序弧终点输出引脚的负或正翻转即可能是正单调的也可能是负单调的则这段时序弧是非单调的对这种时序弧时序分析时要进行分类讨论。注意描述中的”可能”二字
