時序分析基本概念介紹<Skew>

今天要介紹的時序分析基本概念是 skew， 我們稱為偏差。由于時鐘到每個寄存器的路徑延遲不一樣，造成信號到達 clock pin 的時間也不一樣，我們把時鐘信號到達不同寄存器的時間偏差稱為skew。一直以來，Skew都是衡量時鐘樹性能的重要參數(shù)，傳統(tǒng)CTS的目的就是為了減小skew。

Skew的類型分為很多種，根據(jù)clock和data path的方向，skew可以分為positive skew和 negative skew 。如下圖所示：

對于positive skew，clock和data path在相同方向上。反之對negative skew來說，clock和data path在相反方向上。那它們對我們的design有什么影響呢？我們來看一下setup和hold的計算公式：

我們可以得到以下結果，

對于positive skew來說，它可以減少T的時間，相當于提升芯片的performace。但是它的hold時間會變得更加難以滿足

對于negative skew來說，它的hold時間更加容易滿足，取而代之的是，它會降低芯片的性能。

還有另外一種skew的分類方法，是我們更為常見的，根據(jù)時鐘域以及路徑關系， skew 可以分為** global skew** ，local skew ， interclock skew 。

Global skew 是指，同一時鐘域，任意兩個路徑的最大 skew 。如下圖所示，注意是任意兩條路徑，不管是不是timing path，都會算作gloabl skew計算的對象。CTS時，工具更關注的是global skew, 會盡可能地將global skew做小。

Local skew 是指，同一時鐘域，任意兩個有邏輯關聯(lián)關系的路徑最大 skew 。這邊需要注明，必須是存在邏輯關系的path才會計算local skew，也就是說必須要是timing path。如下圖所示，我們在分析timing的時候，更多地是關注local skew。

interClock skew 是指，不同時鐘域之間路徑的最大 skew，如下圖所示：

另外還有一種比較特使的skew，就是現(xiàn)如今用得較多的useful skew，我們稱為 有用偏差 。一般來說，skew會惡化timing結果，但如果合理使用，那skew也可以起到修復timing的作用，從而提高設計的頻率。

如下圖：時鐘周期為 4ns ，各時鐘路徑延遲如下：可以看到有一條路徑的 slack 為 -1ns ，說明這條路徑違規(guī)?？梢钥吹脚c這條路徑相關的 skew 是 t3-t2= -1ns 。

下面我們利用 useful skew 向前面一個 slack 比較充裕的路徑（slack=2ns）借用1ns的 時間 ，這樣兩條path都meet了時序要求。如下圖：

這就是 useful skew 的作用，可以向前，或者向后借time來修正 violation。