为什么会有建立时间setup和保持时间hold要求

最新推荐文章于 2025-03-18 17:42:10 发布
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分类专栏： 专用集成电路 文章标签： 触发器
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本文介绍了D触发器的结构，解释了建立时间（setup）和保持时间（hold）的要求。建立时间是指输入数据在时钟上升沿前必须稳定的时间，保持时间则是指时钟上升沿后数据必须保持不变的时间。这两个时间与触发器结构、信号转换、工艺等因素密切相关，对数字IC设计至关重要。

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为什么会有建立时间setup和保持时间hold要求

D触发器结构

要知道为什么会有setup、hold要求，首先要清楚D触发器的结构
D触发器可以由静态逻辑实现，也可以由动态逻辑实现，这里仅讨论静态CMOS D触发器的结构
构成一个D触发器最普遍方法是采用主从结构，由一个负latch（主级）和正latch（从级）串联而成，而latch可以采用传输门构成的多路开关MUX来实现，见下图
主从边沿触发器
而具体的电路结构如下图
利用多路开关构成的主从正沿触发器的结构
可以看到latch中的MUX是通过传输门逻辑实现的，牢记这个结构即可

为什么有建立时间要求（setup）

那为什么会有建立时间要求呢？首先明确建立时间的概念
建立时间：输入数据D在时钟上升沿之前必须有效的时间
假设上图中反相器的延时都是 t i n v t_{inv} tinv​，传输门的延时都是 t t x t_{tx} ttx​。对于传输门型的主从边沿触发器，输入数据必须在时钟上升沿到来之前必须传播通过 I 1 I_1 I1​、 T 1 T_1 T1​

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