为什么会有建立时间(setup time)和保持时间(hold time)要求

发布网友发布时间：2024-09-15 10:05

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热心网友时间：2024-10-15 22:02

在数字电路设计的复杂世界中，建立时间和保持时间是两个关键概念，它们的设定源于触发器结构和信号处理的需求。让我们通过分析D触发器来理解它们的重要性。

首先，D触发器通常由主从结构构成，如静态CMOS D触发器，包含一个负latch和一个正latch，它们通过传输门连接。理解这些组件的工作原理是理解setup和hold时间要求的基础。

建立时间，即setup time，规定了在时钟上升沿到来前，输入数据D必须稳定的时间。这是为了确保数据在时钟触发切换时能正确传输，避免交叉耦合反相器出现错误。例如，图中的D信号需要通过一系列延时部件才能影响到主latch，因此建立时间为3*t_inv + t_tx。

保持时间，即hold time，确保在时钟上升沿后，D数据不能干扰触发器的存储。这就要求D端的数据在时钟上升沿后保持稳定，直到传输门关闭。保持时间由CLK信号的延时差决定，如t_clkinv减去t_dinv。

影响这两个时间的关键因素包括触发器设计、信号transition的速度以及环境因素（PVT）。例如，信号的快速变化可能导致延时增大，从而增加setup和hold时间。

总的来说，建立时间和保持时间是确保电路稳定性和正确性的重要参数，它们受制于触发器结构和信号特性，是数字电路设计中不可或缺的考虑因素。深入理解这些基本概念对于优化电路性能和解决违例问题至关重要。