SOC時序分析中的跳變點(diǎn)

　跳變點(diǎn)是所有重要時序分析工具中的一個重要概念。跳變點(diǎn)被時序分析工具用來計算設(shè)計節(jié)點(diǎn)上的時延與過渡值。跳變點(diǎn)的有些不同含義可能會被時序分析工程師忽略。而這在SOC設(shè)計后期，也就是要對時序簽字時可能會導(dǎo)致問題。后端設(shè)計工程師要知道跳變點(diǎn)的概念及其含義，這個非常重要。這也正是本文目的之所在。

　　1.跳變點(diǎn)定義：

　　跳變點(diǎn)可定義為邏輯高電平的百分比，作為測量壓擺率和時延值的參照。圖1(a)演示的是壓擺率跳變點(diǎn)。

　　圖1(a)

　　圖1(b)演示的是時延跳變點(diǎn)。

　　圖1(b)

　　跳變點(diǎn)用來描述標(biāo)準(zhǔn)單元或硬模塊(IP)等的引腳過渡值特征，同時檢查SoC時序。通常跳變點(diǎn)的值在時序模型(自由格式)中提及，時序分析工具在計算時延和壓擺率時會使用這些值。

　　2.如何固定跳變點(diǎn)：

　　在描述標(biāo)準(zhǔn)單元或硬模塊(IP)特征時，跳變點(diǎn)對于特定的技術(shù)節(jié)點(diǎn)是固定的。將跳變點(diǎn)固定的目的是確保測量的時延/壓擺率接近實(shí)際(Spice)的波形。如圖2(a)所示，當(dāng)跳變點(diǎn)位于切換波形的線性區(qū)(20%-80%)時，壓擺率值比位于非線性區(qū)(10%-90%)時要令人樂觀。

　　圖2(a)

　　通常情況下，在過渡跳變點(diǎn)位于線性區(qū)時，時序工具計算的單元時延更接近Spice結(jié)果。

　　同時，晶體管的電壓閾值(Vt)特性對于決定跳變點(diǎn)發(fā)揮了重要作用，因為輸出波形在輸入電壓超過晶體管的Vt值后會發(fā)生線性化[1]。

　　時延閾值在輸入和輸出波形的線性區(qū)是固定的。只要時延跳變點(diǎn)位于波形的線性部分，那么時延跳變點(diǎn)是20-80還是50-50都沒有關(guān)系。

　　3.自由格式提及的跳變點(diǎn)句法[2]

　　下面給出的是典型時序模型(.liberty文件)的快照，以指示正在使用的跳變點(diǎn)

　　input_threshold_pct_rise:50;

　　input_threshold_pct_fall:50;

　　output_threshold_pct_rise:50;

　　output_threshold_pct_fall:50;

　　slew_lower_threshold_pct_rise:20;

　　slew_lower_threshold_pct_fall:20;

　　slew_upper_threshold_pct_rise:80;

　　slew_upper_threshold_pct_fall:80;

　　4.時序工具如何處理跳變點(diǎn)來計算時延

　　a)當(dāng)跳變點(diǎn)對于界面都相同時：

　　圖3(a)描述了驅(qū)動程序和負(fù)載具有相同時延閾值時的情況。

　　在給出的示例中，兩者都為50%。

　　圖3(a)