時鐘信號偏差是指同一時鐘到達該時鐘域內的不同暫存器器之間的偏差。
基本介紹
- 中文名：時鐘信號偏差
- 外文名：skew
所謂時鐘信號的偏差（skew）指的是同一時鐘到達該時鐘域內的不同暫存器之間的偏差，也即skew=max(|ti-tj|)，其中ti和tj分別為時鐘根節點到達葉節點的時間，0<i<n，0<j<n ，n為同一時鐘域中時序單元的個數。時鐘信號的偏差是衡量時鐘樹性能的重要參數，時鐘樹綜合的目的就是為了減小偏差，它的值有正負兩種，如圖1所示。
圖1 時鐘的正負兩類偏差 （a）正偏差；（b）負偏差偏差的實例如圖2所示，由於時鐘走線長度的不同，從時鐘的根節點到達幾個葉節點的時間是不同的。設到達ff35的時間是最早的，而到達ffnn的時間是最晚的，任意兩者的時間差都叫做偏差。在時鐘樹的套用中，也將最晚到達ffnn的時間定義為“最大插入延遲”（max insertion delay），將最早到達ff35的時間定義為“最小插入延遲”（min insertion delay），兩者之差定義為“最大偏差”（max skew）。在大規模積體電路設計中，數萬個葉節點的大面積分布會造成這個偏差的值非常大，從而導致晶片性能的損失。傳統實現時鐘樹綜合的一個重要指標就是達到理論上的“零偏差”（zero skew）。
圖2 時鐘偏差示例理想時鐘的延遲定義用於控制始終樹上插入的驅動單元的級數，一般當延遲較大時，始終偏差會比較小，但是插入的buffer會比較多，時鐘樹上的功耗會較大。當延遲的值較小時，可能無法滿足時鐘偏差的要求，所以在時鐘樹綜合時，需要權衡功耗和時鐘偏差的要求，從而選擇一個合適的延遲。有時候對於一些特定的設計，兩個時鐘域之間還需要有一定的相位差，並通過這個參數來調節偏差。
