SigXplorer中兩種Buffer Delays 模式詳解

In SigXplorer, Buffer Delays Specifies how the simulator o^ains buffer delays for the simulation. We can select one of the following options from the drop-down liST:

From Library: Specifies that the simulator o^ain buffer delays stored with the model in the library. This is the default.

On-the-fly: Specifies that the simulator measure buffer delays during circuit simulation and use these delays in the remaining calculations.

那么，在時(shí)序仿真過(guò)程中，究竟該怎樣設置這項參數?這兩種模式有什么區別和聯(lián)系呢?讓我們看看下面的仿真實(shí)例。

圖2和圖3分別顯示了Buffer Delay模式設為From Library和On-the-fly時(shí)Switch Delay和Settle Delay的仿真數值。以Switch Delay為例，從這兩個(gè)仿真圖中可以看出二者的數值相差很大，差值為ns級別。通過(guò)觀(guān)察仿真波形及仿真結果，可看出在From Library模式下，Switch Delay是從驅動(dòng)器件輸出Buffer上電開(kāi)始測量的;而在On-the-fly模式下，是從驅動(dòng)器件輸出Buffer電壓上升到Vmeas開(kāi)始測量的。后者與我們所熟悉的常規定義相同，我們的時(shí)序公式也是基于此種定義推導的。所以在做時(shí)序仿真時(shí)應該選擇On-the-fly模式。

如果我們將From Library模式下的FIRst Switch Delay和Final Settle Delay分別記為T(mén)swtich_lib和Tsettle_lib，On-the-fly模式下的First Switch Delay和Final Settle Delay分別記為T(mén)swtich_fly和Tsettle_fly，則有Tswtich_lib = Tswtich_fly + Buffer Delay，Tsettle_fly = Tsettle_fly + Buffer Delay。即From Library模式下Switch Delay實(shí)際為On-the-fly模式下的Switch Delay + Buffer Delay。

我們再來(lái)看看時(shí)序仿真過(guò)程中，Buffer Delays選擇From Library模式會(huì )出現什么問(wèn)題。

對于源同步來(lái)說(shuō)，其理論時(shí)序計算公式如下：

Tflight_time_min > Thold-Tva_min +Tflt_clk@fast + Design Margin fast 式(1-1)

Tflight_time_max Tvb_min - Tsetup + Tflt_clk@slow -Tjitter - Design Margin Slow 式(1-2)

由前面推導知道，From Library模式下Switch Delay實(shí)際為On-the-fly模式下Switch Delay + Buffer Delay。以式(1-1)為例，From Library模式下，則其變化為：

Tflight_time_min + Tbuffer_delay > Thold-Tva_min +Tflt_clk@fast + Tbuffer_delay_clk + Design Margin Fast

可寫(xiě)為：

Tflight_time_min > Thold-Tva_min +Tflt_clk@fast + ( Tbuffer_delay_clk - Tbuffer_delay ) + Design Margin Fast

由上式得出，如果參考時(shí)鐘和待仿真信號的輸出Buffer模型相同，則它們的Buffer Delays相同，從而Tbuffer_delay_clk - Tbuffer_delay 為零，選擇From Library模式對公式并沒(méi)有影響，所計算結果也是正確的。所以對源同步來(lái)說(shuō)，只要參考時(shí)鐘和待仿真信號的模型相同，設置Buffer Delays為On-the-fly和From Library模式?jīng)]有區別。但是如果參考時(shí)鐘和待仿真信號的輸出Buffer模型不同，則Tbuffer_delay和Tbuffer_delay_clk不同，這時(shí)所計算出的Tflight_time_min就有了誤差，誤差值為兩個(gè)Buffer Delay之差值，可能為正也可能為負。雖然這個(gè)誤差值不是很大，但是對于時(shí)序要求嚴格的網(wǎng)絡(luò )還是會(huì )產(chǎn)生一定的影響。

對于共同時(shí)鐘同步來(lái)說(shuō)，由于其時(shí)鐘由外部時(shí)鐘提供，所以一般情況下公式兩邊的Buffer Delay值不會(huì )相同，因此選擇From Library也會(huì )產(chǎn)生誤差。

Tflight_time_min > Thold - Tcomin+Tflt_clk@fast(p_in_sd) + Tskew + Design Margin Fast 式(1-3)

Tflight_time_max Clock Cycle Time - Tsetup - Tco max + Tflt_clk@slow(p_in_sd) - Tjitter - Tskew - Design Margin Slow 式(1-4)

終上所述，在做時(shí)序仿真時(shí)，應該注意選擇Buffer Delays為On-the-fly模式。From Library模式只有在少數情況下可以應用。