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序列門控在掃描位移中實現(xiàn)強大的時序閉合

作者: 時間:2011-06-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
在本文中,我們將首先快速回顧鎖存器與觸發(fā)器的時序基本概念。在下一節(jié)中,我們將介紹掃描鏈以及與其相關(guān)的問題。然后,我們將解釋如何在掃描鏈中使用鎖存器和觸發(fā)器創(chuàng)建強大的掃描結(jié)構(gòu),以避免在小于90納米的技術(shù)中出現(xiàn)時序故障。我們將介紹最優(yōu)秀的解決方案,滿足掃描鏈中所有可能出現(xiàn)的時序元件組合的時序要求。

  建立/保持時序概述

  觸發(fā)器和鎖存器是時序電路的兩個基本構(gòu)件。觸發(fā)器在所應(yīng)用的時鐘脈沖的活動邊沿(正或負(fù))更改其狀態(tài)。觸發(fā)器在無活動時鐘邊沿時只保持其輸出。另一方面,鎖存器是電平敏感器件,它不斷對其輸入進(jìn)行采樣,并相應(yīng)地在某些電平啟動信號的活動脈沖電平(正或負(fù))上更改其輸出。觸發(fā)器采用主從配置,有兩個鎖存器在彼此相對的活動電平上以級聯(lián)方式工作。一個觸發(fā)器的面積幾乎是鎖存器面積的兩倍。

  為了實現(xiàn)同步設(shè)計,我們需要確保觸發(fā)器/鎖存器的輸出不處于亞穩(wěn)狀態(tài)。這可以通過在設(shè)計中滿足建立和保持檢查要求來確保。

  在觸發(fā)器中,1-1是保持檢查,而1-3是用于單周期操作的建立檢查(圖1)。我們需要確保由觸發(fā)器1發(fā)出的數(shù)據(jù)在下一個活動邊沿之前由觸發(fā)器2捕獲。同時,我們也需要確保由觸發(fā)器1發(fā)出的數(shù)據(jù)在相同的活動邊沿上沒有被觸發(fā)器2捕獲。

  

用于單周期操作的建立檢查

  圖1

  當(dāng)?shù)诙€觸發(fā)器被負(fù)邊沿觸發(fā)后,建立檢查將是1-2(見圖2),而保持檢查將發(fā)生在上一個負(fù)邊沿(見圖2)。這意味著由觸發(fā)器1發(fā)出的數(shù)據(jù)不應(yīng)被之前觸發(fā)器2的下降沿捕獲。除非我們擁有超過半個周期的時鐘偏移,否則無法以實時的方式將其實現(xiàn)。

  

當(dāng)?shù)诙€觸發(fā)器被負(fù)邊沿觸發(fā)后

  圖2

  因此,在正-正或負(fù)-負(fù)觸發(fā)器對中,建立檢查默認(rèn)為一個周期,保持檢查為零周期,而在正-負(fù)或負(fù)-正觸發(fā)器對中,建立檢查默認(rèn)為半個周期,而保持檢查為反向的半個周期?,F(xiàn)在讓我們了解一下鎖存器中的時序檢查概念。

  


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