建立时间 保持时间

地址/数据建立时间就是地址/数据相对于另一信号在时间上的提前量,以保证在另一信号有效时地址/数据是稳定的;
地址/数据保持时间就是地址/数据相对于另一信号在时间上的滞后量,以保证在另一信号无效时地址/数据是不变的

 

建立时间和保持时间和亚稳态之类一直都是概念类题的经典!华为这道题就问的更加隐晦,因为仅仅知道二者的概念是答不出的!好,下面讨论下这道题!
题目:时钟周期为T,触发器D1的建立时间最大为T1max,最小为T1min。组合逻辑电路最大延迟为T2max,最小为T2min。问,触发器D2的建立时间T3和保持时间应满足什么条件。

Tffpd:触发器输出的响应时间,也可以理解为触发器输出在clk上升沿到来后的时间内发生变化, 之后稳定,也可以理解输出延迟。
Tcomb: 触发器输出的变化经过组合逻辑元件所需的附加时间,也就是题目中的组合逻辑延迟
tsetup:建立时间
thold:保持时间
tclk: 时钟周期
建立时间容限:这里用容限的概念是为了数学推导方便,时间容限仅仅是一个概念,在这里我们对建立时间容限的要求是大于0,当然有的地方可能就是小于0了。
同样保持时间容限也是需要大于0的。
从图中,我们可以很清楚的看出,建立时间容限=tclk-tffpd(max)-tcomb(max)-tsetup
这里应该理解到,tffpd和tcomb都是要考虑最大值的(为什么?不需要解释了吧,我很笨都理解了喔,相信你想想也能理解的:))那么根据建立时间容限>=0
推导出tsetup<=tclk-tffpd(max)-tcomb(max)
这里,我们是不是很清楚了理解了建立时间的要求是<=T-T2MAX,因为题目中没有考虑
tffpd。
同理,保持时间容限tffpd(min)+tcomb(min)-thold,这里是要取最小值,那么根据保持时间容限>=0推导出thold<=tffpd(min)+tcomb(min)
因为题目中没有考虑tffpd,而tcomb就是t2min,所以thold<=t2min。取最小值的原因就是在延时最小的情况下都应该满足保持时间。否则触发器输入无效。
在这里我们应该发现,从数学上看,虽然既有max又有min,但是thold,和tsetup都是小于最小值,因为tsetup<t-t2max,注意t2max前的负号!这就很符合物理上的思想,对与触发器来说,我们希望它越快越好!也就是建立保持时间越短越好!越不容易进入亚稳态!

建立时间问题

### 建立时间保持时间的概念 在数字电路设计中,建立时间保持时间是非常重要的时序参数。它们用于描述数据信号相对于时钟信号的稳定性要求。 #### 建立时间 (Setup Time) 建立时间是指在时钟边沿触发之前的一段时间内,数据信号必须保持稳定的最小时间间隔[^2]。如果数据在这段时间内发生变化,则可能导致寄存器无法正确采样到输入数据,从而引发错误的行为。换句话说,建立时间为时钟上升沿之前的时刻设定了一个窗口期,在此期间数据应已到达并稳定下来。 #### 保持时间 (Hold Time) 保持时间则是指在时钟边沿之后的一段时间内,数据信号仍需维持不变的时间长度。这一时间段确保了即使存在一定的传播延迟或其他噪声干扰,存储元件仍然能够可靠地捕获正确的逻辑状态。如果没有足够的保持时间,同样会造成不准确的数据采集结果。 #### 计算方法 通过分析建立时间保持时间的要求,可以评估整个系统的性能极限以及可能存在的瓶颈位置。具体来说: - **最大工作频率** 的确定依赖于路径上最长延迟与最短延迟之间的差值加上所需的总裕度(即包括但不限于上述两项)。当这些条件得到满足时,便能实现预期功能而不会违反任何规定好的约束条件[^1]。 以下是简单的 Python 函数来模拟如何基于给定参数计算是否符合特定场景下的 setup hold 时间标准: ```python def check_timing(setup_time, hold_time, data_arrival_before_clock, data_departure_after_clock): """ Function to verify timing constraints. Parameters: setup_time (float): Required setup time in nanoseconds. hold_time (float): Required hold time in nanoseconds. data_arrival_before_clock (float): Data arrival time before clock edge in ns. data_departure_after_clock (float): Data departure time after clock edge in ns. Returns: bool: True if both setup and hold times are met; False otherwise. """ meets_setup = data_arrival_before_clock >= setup_time meets_hold = data_departure_after_clock >= hold_time return meets_setup and meets_hold # Example usage of the function with hypothetical values result = check_timing(1.5, 0.8, 2.0, 1.0) print(f"Timing is valid: {result}") ``` 以上代码片段定义了一个函数 `check_timing` 来验证指定条件下是否同时达到了所需设立保留时限的标准。 ### 总结 综上所述,理解并精确控制建立时间保持时间对于保障复杂同步系统正常运作至关重要。这不仅涉及到单个组件内部的操作特性,还牵涉到跨模块交互过程中可能出现的各种潜在风险因素考量[^3]。
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