SOC時序分析中的跳變點介紹

　跳變點是所有重要時序分析工具中的一個重要概念。跳變點被時序分析工具用來計算設計節點上的時延與過渡值。跳變點的有些不同含義可能會被時序分析工程師忽略。而這在SOC設計后期，也就是要對時序簽字時可能會導致問題。后端設計工程師要知道跳變點的概念及其含義，這個非常重要。這也正是本文目的之所在。

　　1.跳變點定義：

　　跳變點可定義為邏輯高電平的百分比，作為測量壓擺率和時延值的參照。圖1(a)演示的是壓擺率跳變點。

　　圖1(a)

　　圖1(b)演示的是時延跳變點。

　　圖1(b)

　　跳變點用來描述標準單元或硬模塊(IP)等的引腳過渡值特征，同時檢查SoC時序。通常跳變點的值在時序模型(自由格式)中提及，時序分析工具在計算時延和壓擺率時會使用這些值。

　　2.如何固定跳變點：

　　在描述標準單元或硬模塊(IP)特征時，跳變點對于特定的技術節點是固定的。將跳變點固定的目的是確保測量的時延/壓擺率接近實際(Spice)的波形。如圖2(a)所示，當跳變點位于切換波形的線性區(20%-80%)時，壓擺率值比位于非線性區(10%-90%)時要令人樂觀。

　　圖2(a)

　　通常情況下，在過渡跳變點位于線性區時，時序工具計算的單元時延更接近Spice結果。

　　同時，晶體管的電壓閾值(Vt)特性對于決定跳變點發揮了重要作用，因為輸出波形在輸入電壓超過晶體管的Vt值后會發生線性化[1]。

　　時延閾值在輸入和輸出波形的線性區是固定的。只要時延跳變點位于波形的線性部分，那么時延跳變點是20-80還是50-50都沒有關系。

　　3.自由格式提及的跳變點句法[2]

　　下面給出的是典型時序模型(.liberty文件)的快照，以指示正在使用的跳變點

　　input_threshold_pct_rise:50;

　　input_threshold_pct_fall:50;

　　output_threshold_pct_rise:50;

　　output_threshold_pct_fall:50;

　　slew_lower_threshold_pct_rise:20;

　　slew_lower_threshold_pct_fall:20;

　　slew_upper_threshold_pct_rise:80;

　　slew_upper_threshold_pct_fall:80;

　　4.時序工具如何處理跳變點來計算時延

　　a)當跳變點對于界面都相同時：

　　圖3(a)描述了驅動程序和負載具有相同時延閾值時的情況。

　　在給出的示例中，兩者都為50%。

　　圖3(a)