硬件電路時(shí)序計(jì)算方法與應(yīng)用實(shí)例
其中,狀態(tài)類信號(hào)是單端LVTTL信號(hào),接收端利用TSCLK的上升沿對(duì)TSTAT[1:0]采樣,方向?yàn)閺奈锢韺有酒l(fā)往鏈路層芯片;數(shù)據(jù)類信號(hào)是差分LVDS信號(hào),接收端利用TDCLK的上升沿與下降沿對(duì)TDAT[15:0]和TCTL采樣,即一個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行兩次采樣,方向?yàn)閺逆溌穼有酒l(fā)往物理層芯片。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/266060.htm由于接收信號(hào)組與發(fā)送信號(hào)組的時(shí)序分析類似,因此本文僅對(duì)發(fā)送信號(hào)組進(jìn)行時(shí)序分析。
在本設(shè)計(jì)中,采用Vitesee公司的VSC9128作為鏈路層芯片,VSC7323作為物理層芯片,以下參數(shù)分別從這兩個(gè)芯片的Datasheet中提取出來。
● 狀態(tài)類信號(hào)的時(shí)序分析
對(duì)狀態(tài)類信號(hào),信號(hào)的流向是從物理層芯片發(fā)送到鏈路層芯片。
第一步,確定信號(hào)工作頻率,對(duì)狀態(tài)類信號(hào),本設(shè)計(jì)設(shè)定其工作頻率和時(shí)鐘周期為:
Freq=78.125MHz;
Tcycle = 1/ Freq = 12.8ns;
第二步,從發(fā)送端,即物理層芯片手冊(cè)提取以下參數(shù)[3]:
-1ns < Tco < 2.5ns;
第三步,從接收端,即鏈路層芯片手冊(cè)提取建立時(shí)間和保持時(shí)間的要求[4]:
Tsetup(min) = 2ns;
Thold(min) = 0.5ns;
將以上數(shù)據(jù)代入式1和式2:
2.5ns + (Tflight-data - T flight-clk)MAX + 2ns < 12.8ns
-1ns + (Tflight-data - T flight-clk)MIN > 0.5ns 整理得到:
1.5ns < (Tflight-data - T flight-clk) < 8.3ns
基于以上結(jié)論,同時(shí)考慮到Vsig = 6inch/ns,可以得到如下結(jié)論,當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)走線長度關(guān)系滿足以下關(guān)系時(shí),狀態(tài)類信號(hào)的時(shí)序要求將得到滿足:TSTAT信號(hào)走線長度比TSCLK長9英寸,但最多不能超過49.8英寸。
● 數(shù)據(jù)類信號(hào)的時(shí)序分析
對(duì)數(shù)據(jù)類信號(hào),信號(hào)的流向是從鏈路層芯片發(fā)送到物理層芯片。
第一步,確定信號(hào)工作頻率,對(duì)數(shù)據(jù)類信號(hào),本設(shè)計(jì)設(shè)定其工作頻率為:
Freq=414.72MHz;
與狀態(tài)類信號(hào)不同的是,數(shù)據(jù)類信號(hào)是雙邊沿采樣,即,一個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)應(yīng)兩次采樣,因此采樣周期為時(shí)鐘周期的一半。采樣周期計(jì)算方法為:
Tsample = ½*Tcycle = 1.2ns;
第二步,從發(fā)送端,即鏈路層芯片手冊(cè)提取以下參數(shù)[4]:
-0.28ns < Tco < 0.28ns;
第三步,從接收端,即物理層芯片資料可以提取如下需求[3]:
Tsetup(min) = 0.17ns;
Thold(min) = 0.21ns;
將以上數(shù)據(jù)代入式1和式2,需特別注意的是,對(duì)數(shù)據(jù)類信號(hào),由于是雙邊沿采樣,應(yīng)采用Tsample代替式1中的Tcycle:
0.28ns + (Tflight-data - T flight-clk)MAX + 0.17ns < 1.2ns
-0.28ns + (Tflight-data - T flight-clk)MIN > 0.21ns
整理得到:
0.49ns < (Tflight-data - T flight-clk) < 0.75ns
基于以上結(jié)論,同時(shí)考慮到Vsig = 6inch/ns,可以得到如下結(jié)論,當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)走線長度關(guān)系滿足以下關(guān)系時(shí),數(shù)據(jù)類信號(hào)的時(shí)序要求將得到滿足:TDAT、TCTL信號(hào)走線長度比TDCLK長2.94英寸,但最多不能超過4.5英寸。
5 結(jié)論
高速電路中的時(shí)序設(shè)計(jì),雖然看似復(fù)雜,然而只要明晰其分析方法,問題可以迎刃而解。
參考文獻(xiàn):
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評(píng)論