SDF延时文件中为什么会有负延时?

当Drive的驱动能力足够强,Inputtransition小且Outputload较小时,可能出现负的netdelay,即输出在输入之后开始变化,但可能先达到阈值电压,形成负的celldelay。这种情况发生在电平转换过程中。

参考链接: https://zhuanlan.zhihu.com/p/37243944?from_voters_page=true

出现负的net delay情况如下:

Drive的驱动能力够大

Input transition足够小

Output load比较小

 

 也就是在电平transition时,transition的start肯定是output晚于input的,但是output可能会比input先达到阈值电压,从而构成了负的cell delay.

### 延时仿真的技术原理 延时仿真是一种在数字系统仿真中使用的特殊技术,它允许信号在时间上提前传播,而不是传统的延迟传播。这种技术通常用于解决仿真过程中的时序问题,例如消除竞争条件或确保某些信号能够在其他信号之前到达。在实际硬件中,延时并不存在,但在仿真环境中,通过特定的建模方法可以模拟这种效果。 在仿真建模中,延时的实现依赖于对信号传播路径的精确控制。例如,在Verilog或VHDL等硬件描述语言中,可以通过在寄存器赋值时引入延时来实现信号的提前更新。这种方式可以用于确保某些信号在仿真过程中优先于其他信号被处理,从而避免竞争和冒险现象的发生[^9]。 ### 延时仿真的实现方法 1. **使用时钟驱动DFF** 在数字电路设计中,可以通过使用时钟边沿驱动D触发器(DFF)来实现半个时钟周期的延时。这种方法利用了时钟信号的下降沿来触发寄存器的更新,从而相对于使用上升沿的寄存器来说,实现了信号的提前更新。这种方法常用于需要微调信号时序的设计中,以确保信号之间的相对关系符合预期[^6]。 2. **在寄存器赋值时引入延时** 在仿真环境中,可以在寄存器赋值时直接引入延时。例如,在Verilog中,可以使用如下语法来实现延时: ```verilog always @(posedge clk) begin abc_r <= #(-HOLD_DELAY) abc_nxt; end ``` 这种方式可以让信号`abc_r`在`abc_nxt`发生变化之前就被更新,从而实现信号的提前传播。需要注意的是,这种方式仅适用于仿真环境,在综合过程中会被忽略,因此不能用于实际的硬件实现[^9]。 3. **使用惯性延迟模型** 在仿真建模中,惯性延迟模型(Inertial Delay Model, IDM)可以用来模拟信号传播过程中的延迟特性。该模型会过滤掉短于传播延迟的脉冲,只传递那些持续时间足够长的信号变化。虽然惯性延迟模型主要用于正延时仿真,但在某些情况下,可以通过调整模型参数来实现延时的效果,即让信号在预期的时间点之前发生变化[^3]。 4. **通过系统级建模工具实现** 在系统级仿真工具(如DELMIA)中,延时仿真可以通过调整信号的发送和接收时间来实现。例如,在多机器人协同工作的场景中,为了确保机器人之间的信号能够有序传递,可以在信号发送指令后添加延时指令,或者通过调整信号的发送时间来实现信号的提前到达。这种方式在系统级仿真中非常常见,尤其是在需要处理复杂时序关系的场景中[^2]。 5. **使用互相关分析进行延时估计** 在信号处理领域,延时仿真可以通过互相关分析来实现。例如,在Matlab中,可以使用`xcorr`函数计算两个信号之间的互相关函数,并找到其峰值位置,从而确定信号之间的相对延时。通过调整信号的相位或时间偏移,可以在仿真中实现延时的效果。这种方法常用于通信系统、雷达系统等需要精确控制信号时序的应用中[^4]。 ### 相关问题 1. 如何在FPGA设计中实现信号的精确延时控制? 2. 在数字电路仿真中,如何通过延时避免竞争和冒险现象? 3. 延时仿真在系统级建模工具中的应用场景有哪些? 4. 互相关分析在信号延时估计中的具体实现步骤是什么? 5. 使用时钟驱动DFF时需要注意哪些时序约束条件?
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