Forum: FPGA, VHDL & Co. Timing Analyse bei einem bestimmten Beispiel


von Laura (Gast)


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Hallo liebe Leser,

ich habe dieses Semester eine Vorlesung zu VHDL gehört und Ende August 
die Klausur. Ich hoffe ich bin hier richtig im Forum, ich hab bisher nie 
eine Frage in einem Forum gestellt.

Ich tue mich schwer mit einer Aufgabe (Schaltung und Tabelle siehe 
angehängtes Bild), die es in einer alten Klausur gab und kann den 
Professor oder Tutor dazu nicht befragen, weil ich diese Klausur 
eigentlich nicht haben sollte.

Es geht um eine Zeitanalyse. Der Dateneingang d ist asynchron zum 
Taktsignal clk. (Zuerst soll man eine Schaltung entwerfen, die den 
Eingang synchronisiert. Da habe ich keine Probleme.)

1. Problem:
Dann geht es um die Setup- und Holdtime. (Bei der Berechnung der 
Holdtime steht zusätzlich, dass man 'd' nicht zu betrachten braucht. Ich 
verstehe nicht, wie das gemeint ist).
Ich möchte die minimale und maximale Dauer eines kombinatorischen Pfades 
berechnen. In diesem Beispiel verstehe ich nicht, welche Pfade ich 
nehmen muss. (Ist z.B. der kürzeste Pfad der zwischen den beiden 
Flip-Flops unten (also t_comb=0) oder darf ich diesen Pfad nicht nehmen, 
weil er sich nur auf das Reset-Signal bezieht?).
Warum dann z.B. für die Holdtime die Formel
 gelten muss, habe ich verstanden.

2. Problem:
Gibt es eine Recovery oder Removal Verletzung? Bei welchen Verzögerungen 
der Buffer tritt ein solcher Fehler auf (Periodendauer 8ns, Skew 0.5ns)?

Wir haben nichts zur Recovery- und Removaltime gemacht in der Vorlesung. 
Ich habe im Internet nachgelesen, was diese Zeiten bedeuten. Muss ich 
hier die gleichen Formeln nutzen, wie zur Berechnung der Hold- bzw. 
Setuptime und entsprechend t_hold, bzw. t_Setup durch t_removal bzw. 
t_recovery ersetzen? Welche kombinatorischen Pfade muss ich dann nutzen?

Ich hoffe, dass ihr mir helfen könnt mit einfachen Erklärungen. Vielen 
Dank schon einmal und liebe Grüße,
Laura

von Amateur (Gast)


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Wie wäre es, wenn Du das Bild, mittels Interpolation auf ordentliche 60 
MByte aufblähst? Meine Platte ist immer noch nicht voll und auf der 
Datenautobahn ist weit und breit nichts los.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Laura schrieb:
> ich habe dieses Semester eine Vorlesung zu VHDL gehört und Ende August
> die Klausur. Ich hoffe ich bin hier richtig im Forum, ich hab bisher nie
> eine Frage in einem Forum gestellt.
Sagen wir mal so: prinzipiell hat diese Frage nichts mit FPGAs oder 
VHDL zu tun, weil es eigentlich eine komplett plattformunabhängige 
Betrachtung ist.

> Zuerst soll man eine Schaltung entwerfen, die den Eingang synchronisiert.
> Da habe ich keine Probleme.
Zwei Flipflops. Fertig.

> Ich möchte die minimale und maximale Dauer eines kombinatorischen
> Pfades berechnen.
Interessant ist doch nur die maximale Dauer, weil die die untere 
Taktfrequenz bestimmt...
Was ist bei dir die tdq? Ist das die Zeit von der Tektflanke bis zum 
Anliegen des Signals am Flipflopausgang? Also gemeinhin bekannt als tco 
(Clock to Output)? Denn es gibt keine definierte Zeit von d nach q des 
Flipflops: wenn z.B. kein Takt anliegt, dauert es ewig, bis d an q 
ankommt.
Bei dieser Betrachtung ist ein Skew eigentlich uninteressant, weil 
üblicherweise signallaufzeiten in die Kombinatorik eingerechnet werden.

> oder darf ich diesen Pfad nicht nehmen, weil er sich nur auf das
> Reset-Signal bezieht?).
Für die obige Timingbetrachtung ist der Reset-Pfad uninteressant, weil 
er im normalen Ablauf nichts gut oder schlecht machen kann.

Laura schrieb:
> 2. Problem:
> Gibt es eine Recovery oder Removal Verletzung? Bei welchen Verzögerungen
> der Buffer tritt ein solcher Fehler auf (Periodendauer 8ns, Skew 0.5ns)?
Diese Frage betrifft nur den Reset-Pfad, der Skew beschreibt die 
Laufzeit des Reset-Signals zwischen dem "ersten" und dem "letzten" 
Flipflops.

BTW:
> timingAnalayis.png
>           6,31 MB, 18 Downloads
Was ist an "Fotos als JPEG" so schwer zu verstehen?

von Laura (Gast)


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Vielen Dank, Lothar! Ja, mit tdq meine ich tco. Komisch, dass es bei uns 
dann immer "falsch" benannt wird.

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