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STA靜態(tài)時序分析（Static Timing Analysis）

STA功能

（1） 靜態(tài)時序分析是一種驗證數(shù)字集成電路時序是否合格的驗證方法；

（2） 靜態(tài)時序分析的前提是同步邏輯設(shè)計（重要！），不能分析異步電路；

（3） 靜態(tài)時序分析工具計算路徑延遲的總和，并比較相對于預定義時鐘的延遲；

（4） 靜態(tài)時序分析僅關(guān)注時序間的相對關(guān)系，而不是評估邏輯功能；

（5） 靜態(tài)時序分析對所有的時序路徑進行錯誤分析，不需要使用測試向量激活某個路徑（與時序仿真的不同點），分析速度比時序仿真工具快幾個數(shù)量級，克服了動態(tài)時序驗證的缺陷，適合大規(guī)模的電路設(shè)計驗證，在同步邏輯情況下，能夠達到100%的時序路徑覆蓋；

（6） 靜態(tài)時序分析的目的是找到隱藏的時序問題，根據(jù)時序分析結(jié)果優(yōu)化邏輯或者約束條件，使設(shè)計達到時序閉合（Timing Closure）；

（7） 靜態(tài)時序分析能夠識別的時序故障：建立時間（Setup）/保持時間（Hold）/恢復時間（Recovery）/移除時間（Removal）檢查；最小跳變和最大跳變；時鐘脈沖寬度、時鐘畸變（Skew、Jitter）；總線競爭；不受約束的邏輯通道；關(guān)鍵路徑；約束沖突等；

STA ：時序路徑覆蓋率 100%，窮盡所有時序路徑，驗證時序；

形式驗證：驗證功能；

參考：

數(shù)字IC前端設(shè)計流程及工具【RTL設(shè)計+功能仿真】【綜合】【DFT】【形式驗證】【STA靜態(tài)時序分析】

STA分析內(nèi)容

靜態(tài)時序分析STA：

（1）setup time

建立時間：時鐘有效沿到來之前，數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定的最短時間，對應的是數(shù)據(jù)路徑的最大延時；

與寄存器的時鐘有關(guān)。

（2）hold time

保持時間：時鐘有效沿到來之后，數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定的最短時間，對應的是數(shù)據(jù)路徑的最小延時；

與寄存器的時鐘有關(guān)。

------------------- 分割線 ----------------------------------

建立時間或者保持時間不滿足導致數(shù)據(jù)采樣出錯，亞穩(wěn)態(tài) 現(xiàn)象。

--------------------------------------------------------------

（3）recovery time

復位的恢復時間：時鐘有效沿來臨之前，異步復位已經(jīng)撤銷的最小時間（復位已經(jīng)無效的最小時間，對應于數(shù)據(jù)的恢復）；

即在時鐘有效沿來臨之前，復位就要撤銷，數(shù)據(jù)就要開始恢復的正常狀態(tài)的時間。

與寄存器的復位有關(guān)。

（4）removal time

復位的移除時間：時鐘有效沿來臨之后，異步復位需要保持有效的最小時間，類似時鐘的 hold。

（5）STA 的時序路徑

STA 四種時序路徑：

路徑1：輸入端口到寄存器的數(shù)據(jù)輸入 D，

路徑2：內(nèi)部寄存器的時鐘輸入端到下一個寄存器的數(shù)據(jù)輸入 D，

路徑3：內(nèi)部寄存器的時鐘輸入端到輸出端口；

路徑4：輸入端口到輸出端口。

每條時序路徑包含 1 個起點和 1 個終點，

起點只能是設(shè)計的基本輸入端口或內(nèi)部寄存器的時鐘輸入端，

終點只能是內(nèi)部寄存器的數(shù)據(jù)輸入端或設(shè)計的基本輸出端口。

對于路徑 3，分析根據(jù)寄存器的 Tco 延遲和組合路徑延遲等分析 setup 和 hold 是否滿足。

對于路徑 1 和 3，可以加入 input delay 和 output delay 來分析，來滿足寄存器的建立/保持時間要求。

系統(tǒng)函數(shù)進行時序檢查：

參考：

Verilog中用于時序驗證的系統(tǒng)任務(wù)[setup][hold][skew][width][recovery][removal]

（1）setup 建立時間檢查

$setup(data, posedge clk, tSU);

（2）hold 保持時間檢查

$hold(posedge clk, data, tHLD);

（3）setuphold 建立/保持時間檢查

$setuphold(posedge clk, data, tSU, tHLD);

（4）recovery 復位信號的恢復時間檢查

$recovery(posedge rst, posedge clk, 3);

（5）removal 復位信號的移除時間檢查

$removal(posedge rst, posedge clk, 3);

（6）recrem 復位信號的恢復/移除時間檢查

$recrem(posedge rst, posedge clk, recovery_limit, removal_limit);