数字ic笔试题目大揭密（一）

建立时间和保持时间：

1         概念

    建立时间（setup time）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间，如果建立时间不够，数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器；

保持时间（hold time）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间，如果保持时间不够，数据同样不能被打入触发器。  如图1 。

图1

2         如何计算

      建立和保持时间是在时序检查时用到的概念。根据几道笔试题，探讨如何计算它们。

2.1    华为笔试题目：

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！