¿Cómo puedo calcular la frecuencia máxima y mínima entre FF y FF en el diseño RTL?

Estoy tratando de revisar el diseño RTL. El diseño RTL de la siguiente manera

--FF---Peine----FF----FF----

Y cada FF tiene la misma configuración como esta

configuración 1ns espera 1ns salida 0.5ns

Además, los Comb (lógica combinatoria) tienen configurado este tiempo de propagación de 5 ns. Si el sesgo del reloj es -1 o 0, ¿cómo puedo calcular cuál es la frecuencia mínima y máxima de operación de este circuito?

Respuestas (1)

Como se indicó, no hay un requisito de frecuencia mínima. Puede detener el reloj y mantener el estado actual.

El período mínimo = 0,5 ns de retardo de salida + 5 ns de retardo de peine + 1 ns de configuración + 1 ns de desviación del reloj
= 7,5 ns
Por lo tanto, el límite máximo de frecuencia es 1/7,5 ns = 133 MHz

Con un desfase de reloj de 1 ns, tiempo de retención de salida < 0,5 ns, el tiempo de retención de entrada de FF de 1 ns no se cumple de FF directamente a FF. Así que eso hay que investigarlo. Para las rutas FF--Comb--FF, el tiempo de retención de la entrada FF se cumple si el retardo de peine tiene un mínimo de 2 ns.

Nueva edición en respuesta a lo siguiente:

La especificación que dice que el sesgo de reloj es -1 o 0 ns es un poco inusual, pero es razonable interpretarlo como un sesgo de reloj general de no más de 1 ns.

Tome un ejemplo de FF1--->FF2. Tomaremos como referencia el reloj alimentado a FF1. Cuando cambia el reloj, la salida de FF1 puede cambiar de inmediato (es decir, 0 ns de retraso, dado que no hay una especificación explícita). Ahora suponga que el reloj alimentado a FF2 es 1ns más tarde (un sesgo de reloj de 1ns). Luego, la salida de FF1, que es la entrada de FF2, cambia 1 ns antes que el reloj de FF2. Por lo tanto, el tiempo de retención de datos de entrada real que ve FF2 es -1 ns, y la especificación es 1 ns. Entonces está apagado por 2ns.

Ahora, para FF1-->Comb-->FF2, si Comb puede garantizar un retraso mínimo de 2 ns, entonces se garantizaría que se satisfaga el tiempo de retención de datos de entrada de FF2.

El tiempo de configuración está incluido en el cálculo del período mínimo anterior. Trabajando hacia atrás:

Tiempo de configuración (min) = Período de reloj - Retardo de salida - Retardo de lógica de combinación - Sesgo de reloj