时钟树
STM32F4时钟树概述
STM32F4时钟树概述STM32F4 相对于 STM32F1 来说，时钟部分复杂了很多， STM32F4 的时钟配置，我们提供两个函数： Sys_Clock_Set 和Stm32_Clock_Init。
其中 Sys_Clock_Set 是核⼼的系统时钟配置函数，由 Stm32_Clock_Init 调⽤，实现对系统时钟的配置。
外部程序，⼀般调⽤ Stm32_Clock_Init函数来配置时钟。
sys⽂件夹中在 STM32F4 中，有 5 个最重要的时钟源，为 HSI、 HSE、 LSI、 LSE、 PLL。
其中 PLL 实际是分为两个时钟源，分别为主 PLL 和专⽤PLL。
从时钟频率来分可以分为⾼速时钟源和低速时钟源，在这 5 个中 HSI， HSE 以及 PLL 是⾼速时钟， LSI 和 LSE 是低速时钟。
从来源可分为外部时钟源和内部时钟源，外部时钟源就是从外部通过接晶振的⽅式获取时钟源，其中 HSE 和LSE 是外部时钟源，其他的是内部时钟源。
①、 LSI 是低速内部时钟， RC 振荡器，频率为 32kHz 左右。
供独⽴看门狗和⾃动唤醒单元使⽤。
②、 LSE 是低速外部时钟，接频率为 32.768kHz 的⽯英晶体。
这个主要是 RTC 的时钟源。
③、 HSE 是⾼速外部时钟，可接⽯英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为 4MHz~26MHz。
我们的开发板接的是 8M 的晶振。
HSE 也可以直接做为系统时钟或者 PLL 输⼊。
④、 HSI 是⾼速内部时钟， RC 振荡器，频率为 16MHz。
可以直接作为系统时钟或者⽤作 PLL输⼊。
⑤、 PLL 为锁相环倍频输出。
STM32F4 有两个 PLL:1）主 PLL(PLL)由 HSE 或者 HSI 提供时钟信号，并具有两个不同的输出时钟。
第⼀个输出 PLLP ⽤于⽣成⾼速的系统时钟（最⾼ 168MHz）第⼆个输出 PLLQ ⽤于⽣成 USB OTG FS 的时钟（48MHz），随机数发⽣器的时钟和 SDIO时钟。
复杂时钟树的sdc约束
复杂时钟树的sdc约束1.引言1.1 概述在本文中，我们将讨论复杂时钟树的SDC约束。
时钟树是现代集成电路系统中至关重要的部分，它负责将时钟信号从时钟源传播到整个芯片。
然而，随着芯片设计的复杂性的增加，时钟树也变得更加复杂。
复杂时钟树的问题主要包括时钟偏斜、时钟抖动、时钟峰值电流等。
这些问题可能会导致芯片的时序失效，甚至影响整个系统的性能。
因此，为了保证芯片的正常工作，需要对复杂时钟树进行有效的SDC约束。
本文的目的是探讨如何针对复杂时钟树提供适当的SDC约束。
我们将首先介绍复杂时钟树的概念，包括其结构和功能。
接着，我们将深入探讨复杂时钟树可能面临的问题，并分析其原因和影响。
在结论部分，我们将总结复杂时钟树的挑战，并提出解决这些问题的方法。
我们将探讨如何优化时钟树布线、降低时钟抖动、设计合适的时钟电路等方面的技术和方法。
本文的结构如下：引言部分将对文章进行概述，并明确文章的目的。
正文部分将详细介绍复杂时钟树的概念和问题。
结论部分将总结文章的主要内容，并提出解决复杂时钟树问题的建议。
通过阅读本文，读者将能够深入了解复杂时钟树的挑战，并学习如何制定适当的SDC约束来解决这些问题。
最终，我们希望本文能对芯片设计工程师和研究人员提供有价值的参考和指导。
文章结构部分的内容可以写成以下形式：1.2 文章结构本文将主要分为以下几个部分进行讨论：第一部分是引言部分，在引言中将对复杂时钟树的概念进行介绍，并概述本文的目的和结构。
第二部分是正文部分，将详细探讨复杂时钟树的概念、存在的问题以及挑战。
其中，复杂时钟树的概念将对其定义进行解释，而问题部分将探讨在实际设计过程中可能会遇到的困扰和难题。
第三部分是结论部分，将对复杂时钟树的挑战进行总结，并探讨解决这些问题的方法。
这部分将讨论目前存在的一些解决方案，以及可能的进一步研究方向。
通过以上结构安排，希望能够达到全面、系统地介绍复杂时钟树的问题和解决方法的目的。
读者可以根据自身需求和兴趣，选择性阅读相关章节以获得更具体和深入的内容。
数字电路设计中的时钟树设计原理
数字电路设计中的时钟树设计原理
时钟树设计原理在数字电路设计中起着至关重要的作用，它主要用于在整个芯
片中分配和传递时钟信号，保证整个系统的同步性和稳定性。
时钟信号在数字电路中被广泛应用，它决定了数据的采样时间、触发时间和稳定性，是整个系统中最重要的信号之一。
时钟树设计的主要目的是传送时钟信号到整个芯片的各个部分，并确保各个部
分同时受到相同的时钟信号，避免出现时序偏差和时序冲突。
时钟树设计需要考虑到时钟信号的频率、延迟、功耗、噪声等多方面因素，以确保整个系统的性能和稳定性。
在时钟树设计中，一般会采用层次式的结构，将时钟信号从芯片的输入端传输
到各个功能模块，并通过缓存器、分频器、中继器等组件来进行时钟信号的分配和缓存，最终保证整个系统内部各个部分的同步。
时钟树设计中需要考虑的一个重要因素是时钟分配网络的拓扑结构，不同的拓
扑结构会对时钟信号的传输速度、功耗和稳定性等方面产生影响。
常见的拓扑结构包括二叉树结构、星型结构、环状结构等，根据具体的设计需求和性能指标选择合适的拓扑结构进行时钟树设计。
此外，时钟树设计中还需要考虑时钟信号的布线与布局，以减小时钟信号在传
输过程中的延迟和功耗，提高整个系统的性能。
合理的布线和布局可以降低时钟信号的传输损耗和噪声干扰，确保时钟信号能够准确、稳定地传输到各个功能模块。
总的来说，时钟树设计原理是数字电路设计中至关重要的一环，它直接影响到
整个系统的性能和稳定性。
通过合理的时钟树设计，可以确保系统内部各个功能模块的同步运行，提高系统的可靠性和性能，是数字电路设计中不可或缺的关键步骤。
时钟树综合（1）
时钟树综合（1）时钟树综合学习背景时钟信号是数据传输的基准，他对于同步数字系统的功能、性能、稳定性起决定性作⽤。
时钟信号通常是整个芯⽚中有最⼤扇出、通过最长距离、以最⾼速度运⾏的信号。
时钟信号必须要保证在最差的条件下，关键的时序要求能够满⾜，否则对时钟信号的任何不当的控制都可能导致紊乱情况，将错误的数据信号索存到寄存器，从⽽导致系统功能的错误。
时钟信号怎么产⽣的时钟信号源⼀般是从晶体（⽯英晶体、陶瓷晶体）产⽣的。
IC设计时通常会使⽤晶体振荡器来提供时钟源信号。
⼀般会使⽤PLL加上晶体振荡器来给芯⽚内部电路提供倍频或相位的时钟信号。
时钟信号特征时钟的周期（频率）、时钟延迟、时钟信号的不确定性是时钟的三个主要特征要素。
时钟信号延迟时钟信号延迟(latency)⼜称为插⼊延迟（insertion delay), 包括时钟源插⼊延迟和时钟⽹络插⼊延迟。
时钟源插⼊延迟是来⾃系统到当前芯⽚（当前模块）时钟根节点(clock root pin)之间的延迟，时钟⽹络插⼊延迟是时钟树的延迟。
时钟信号不确定性时钟信号的不确定性主要是有时钟信号抖动引起的，时钟抖动是先天存在的，所以在时钟树综合的时候只能考虑起影响，⽆法消除。
时钟抖动是信号实际时间与理想时间的偏差，抖动中含有确定抖动成分和随机抖动的成分【】。
时钟信号偏差时钟信号偏差是指同⼀时钟达到该时钟域内的不同寄存器之间的时间偏差，也即是skew=max(|t i−t j|)产⽣时钟偏差的原因有多种：时钟源到各个时钟端点的路径长度不同、各个端点负载不同、在时钟⽹中插⼊的缓冲器不同等。
在什么时候做时钟树综合：如下图所⽰，通常在物理设计布局完成之后布线之前进⾏时钟树综合。
在此之前所有的寄存器时钟信号是由同⼀个时钟pin驱动的，具有相同的延时的理想时钟。
已经⽣成了gatelevel 的netlist已经有⼀个初步的版图规划，每个逻辑门包括时序器件都有⼀个具体的位置。
已经基于理想时钟完成了时序优化设计。
cubemx时钟树自动配置计算公式
cubemx时钟树自动配置计算公式
在CubeMX中，时钟树的自动配置是通过计算公式来确定各个时钟源、分频器和外设时钟的配置参数。
具体的计算公式可以根据不同的微控制器芯片和时钟模块而有所不同。
以下是一个示例计算公式，用于说明CubeMX中时钟树自动配置的计算原理：
1. 假设存在一个主时钟源（如HSI、HSE等）以及一些分频器和外设模块，需要配置它们的时钟频率。
2. CubeMX会基于芯片规格和用户选择的配置信息来计算每个时钟源和分频器的频率设置。
3. 假设主时钟源频率为Fclk_source。
4. 对于每个分频器，假设分频因子为N_div。
5. 对于每个外设模块，假设需要的时钟频率为F_peripheral。
6. 根据需要配置的时钟源和外设模块数量，在时钟树上设置连接关系，确定每个模块的时钟源和分频器等参数。
7. 基于这些参数，CubeMX将计算出每个分频器的具体分频因子N_div，并将每个外设模块的时钟频率配置为F_peripheral。
这只是一个示例计算公式，实际的计算公式和配置细节会根据具体的芯片和时钟模块而有所不同。
在使用CubeMX配置时钟树时，应根据具体的芯片手册和CubeMX软件的说明文档来了解更详细的配置方法和计算原理。
高性能芯片设计中的时钟树优化技术
高性能芯片设计中的时钟树优化技术时钟树是芯片设计中至关重要的一个组成部分，它负责传输时钟信号以保证芯片的正常工作。
在高性能芯片设计中，时钟树的优化技术尤为重要，可以提高芯片的稳定性、降低功耗，并保证芯片的高性能工作。
本文将介绍高性能芯片设计中的时钟树优化技术，并探讨其在芯片设计中的应用。
一、时钟树设计的重要性时钟信号是芯片工作的基准，它控制着各个功能模块的操作时序，因此时钟树设计的合理性直接影响着芯片的性能和功耗。
在高性能芯片设计中，要实现较高的工作频率和低功耗，时钟树的设计至关重要。
一个优秀的时钟树设计应具备以下几个方面的特点：1. 低时钟抖动：时钟抖动会导致芯片工作不稳定，降低性能。
通过合理的时钟树设计，可以减少时钟抖动，提高芯片的工作稳定性和可靠性。
2. 低功耗：时钟信号在芯片中的传输需要消耗功耗，较长的时钟路径和不优化的时钟树设计将导致大量的功耗浪费。
通过优化时钟树设计，可以降低功耗，提高芯片的能效。
3. 均衡和分布平衡：时钟信号在传输过程中，应该保持均衡和分布平衡，避免信号传输的不平衡导致时钟抖动和延迟问题。
二、时钟树优化的目标在高性能芯片设计中，时钟树优化的目标是实现如下几个方面的优化：1. 降低时钟路径的长度：时钟路径越短，芯片的工作频率越高，性能越好。
2. 降低时钟路径的延时：通过合理的时钟树设计，可以降低时钟路径的延时，提高芯片的工作速度。
3. 降低时钟树的功耗：优化时钟树设计，可以减少时钟信号传输过程中的功耗损耗，提高芯片的能效。
三、时钟树优化技术1. 时钟树综合：时钟树综合是时钟树优化的一项重要技术，通过对时钟信号的分析和综合，优化时钟树的结构，减少时钟路径的长度和延时。
时钟树综合工具可以根据设计需求自动完成时钟树的综合工作，生成一个最优的时钟树结构，提高芯片的性能和功耗。
2. 缓冲器插入：在时钟路径过长或者时钟分布不均衡时，可以通过插入合适的缓冲器来优化时钟树设计。
缓冲器可以提升时钟信号的驱动能力，减少时钟路径的延时和功耗。
fpga时钟树设计原则
fpga时钟树设计原则FPGA时钟树设计原则随着科技的不断发展，FPGA（Field Programmable Gate Array）在数字电路设计中的应用越来越广泛。
而时钟树作为FPGA中最重要的组成部分之一，对于整个系统的性能和稳定性起着至关重要的作用。
本文将介绍FPGA时钟树设计的原则，以帮助读者更好地理解和应用这一关键技术。
1. 时钟树的稳定性时钟信号的稳定性对于FPGA的性能至关重要。
在时钟树设计中，应采取以下措施来确保时钟信号的稳定传递：（1）降低时钟信号的抖动：抖动是指时钟信号在传输过程中产生的不稳定性。
为了降低抖动，可以采用低抖动的时钟源，并合理布局时钟信号线路，避免与其他高干扰信号线路相交。
（2）降低时钟信号的噪声：噪声是指时钟信号中的不期望的干扰成分。
为了降低噪声，可以采用低噪声的时钟源，并在布局过程中避免与高噪声信号线路相近。
2. 时钟树的延时平衡时钟树的延时平衡对于保证时序一致性和减小时序偏差至关重要。
在时钟树设计中，应采取以下措施来保持时钟信号的延时平衡：（1）合理选择时钟树拓扑结构：时钟树的拓扑结构直接影响到时钟信号的传播延时。
一般来说，采用层次化的拓扑结构可以有效减小时钟信号传播的延时差。
（2）采用缓冲器和驱动器：缓冲器和驱动器可以用来调整时钟信号的驱动能力和传播延时，从而实现时钟信号的延时平衡。
3. 时钟树的功耗优化时钟树的功耗优化对于提高系统的能效至关重要。
在时钟树设计中，应采取以下措施来降低功耗：（1）合理选择时钟树的频率：时钟树的频率直接影响到功耗的消耗。
一般来说，较低频率的时钟信号可以降低功耗，但也会影响系统的性能。
（2）采用时钟门控技术：时钟门控技术可以根据需要对时钟信号进行开关控制，从而降低时钟信号的功耗。
4. 时钟树的布局与布线时钟树的布局与布线对于保证时钟信号的稳定传递和延时平衡至关重要。
在时钟树设计中，应采取以下措施来优化布局与布线：（1）合理布局时钟信号线路：时钟信号线路应尽量短且对称，避免与其他信号线路相交，减小互相干扰。
图文详解stm32时钟树
对于广大初次接触STM32的读者朋友（甚至是初次接触ARM器件的读者朋友）来说，在熟悉了开发环境的使用之后，往往“栽倒”在同一个问题上。
这问题有个关键字叫：时钟树。
众所周知，微控制器（处理器）的运行必须要依赖周期性的时钟脉冲来驱动——往往由一个外部晶体振荡器提供时钟输入为始，最终转换为多个外部设备的周期性运作为末，这种时钟“能量”扩散流动的路径，犹如大树的养分通过主干流向各个分支，因此常称之为“时钟树”。
在一些传统的低端8位单片机诸如51，AVR，PIC等单片机，其也具备自身的一个时钟树系统，但其中的绝大部分是不受用户控制的，亦即在单片机上电后，时钟树就固定在某种不可更改的状态（假设单片机处于正常工作的状态）。
比如51单片机使用典型的12MHz晶振作为时钟源，则外设如IO口、定时器、串口等设备的驱动时钟速率便已经是固定的，用户无法将此时钟速率更改，除非更换晶振。
而STM32微控制器的时钟树则是可配置的，其时钟输入源与最终达到外设处的时钟速率不再有固定的关系，本文将来详细解析STM32微控制器的时钟树。
图1是STM32微控制器的时钟树，表1是图中各个标号所表示的部件。
标号图1标号释义1 内部低速振荡器（LSI，40Khz）2 外部低速振荡器（LSE，32.768Khz）3 外部高速振荡器（HSE，3-25MHz）4 内部高速振荡器（HIS，8MHz）5 PLL输入选择位6 RTC时钟选择位7 PLL1分频数寄存器8 PLL1倍频寄存器9 系统时钟选择位10 USB分频寄存器11 AHB分频寄存器12 APB1分频寄存器13 AHB总线14 APB1外设总线15 APB2分频寄存器16 APB2外设总线17 ADC预分频寄存器18 ADC外设19 PLL2分频数寄存器20 PLL2倍频寄存器21 PLL时钟源选择寄存器22 独立看门狗设备23 RTC设备图1 STM32的时钟树在认识这颗时钟树之前，首先要明确“主干”和最终的“分支”。
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芯片设计中具有十分重要的意义。 图。
因为 Ｌ → ０， 故 Ｎ →∞，于是得到 τ
表１是线延时在不同工艺下占总延
其中 Ｒ和 Ｃ分别代表单位长度 ＝Ｒ＊Ｃ＊ｌ＊ｌ／２。可以看出，线的延时
时的比例关系。可以清楚的看到： 的电阻和电容，ｌ代表总的线长。经 与线长的平方成正比，减小线的长
度可以大大降低延时，同时延时与
２ 庄镇泉，胡庆生． 电子设计自 动化． 科学出版社． ２０００
３ Ｌ．Ｔ．Ｐｉｌｌａｇｅ ａｎｄ Ｒ．Ａ．Ｒｏｈｒｅｒ． Ａｓｙｍｐｔｏｔｉｃ Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｔｉｍｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ＣＡＤ，１９９０，９（９）
４ Ｆ．Ｙ．Ｃｈａｎｇ． Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｌｏｓｓｙ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅｓ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｗｉｔｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，Ｐａｒｔ Ⅱ： Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｔｉｍｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ ＣＡＳ． １９９２
５ Ｊａｎ Ｍ．Ｒａｂａｅｙ． 数字集成电路 设计透视． 清华大学出版社
６ 洪先龙，严晓浪，乔长阁． 超 大规模集成电路布图理论与算法 ． 科学出版社． １９９８
（收修改稿日期：２００３－０６－２３）
结语 对于时钟频率要求很高的电 路，或者说以追求高速为目的的设 计，如 ＣＰＵ设计，广泛采用全定制
参考文献 １ 秦晓凌，潘中平 ．“ＡＳＩＣ／ＳＯＣ 后端设计作业流程剖析”． 中国集成 电路． ２００２
３ ８ ２００３．１０ 电子设计应用 ｗｗｗ．ｅａｗ．ｃｏｍ．ｃｎ
时钟偏差和时钟树综合
载不同；在时钟网中插入的缓冲器 不同等等。
时钟偏差过大会引起同步电路 功能混乱，一般要求时钟偏差不能 超过时钟周期的１０％。
综合。在算法中，这个问题可描述
为：给定时钟源点Ｃ ，给定平面内时 ０
钟端点的集合 Ｃ＝｛Ｃ ，Ｃ ，Ｃ …Ｃ ｝，
１２
ｉ
ｎ
那么就是连接各个Ｃ ，使得以下两 ｉ
网表以及写出时序限制
文件，送给ａｐｏｌｌｏ做布局
布线，采用的基本流程
如图 ２所示。
时钟树在布线前
做，说明时钟信号优先
级是高于一般信号的。
做时钟树会碰到以下几
项必要的指标：树的根
结点、时钟周期、树的最
大延迟、树的最小延迟、
图３ 平衡的时钟树综合
传递时间和缓冲器的种 类等等，要按其特点设
定一组特别的参数。这
ｍａｘ ｔ（Ｃ０，Ｃｉ）， ｉ∈｛１，２…ｎ｝ ｍａｘ｜ｔ（Ｃ０，Ｃｉ）－ｔ（Ｃ０，Ｃｊ） ｜ ｉ，ｊ∈ ｛１，２…ｎ｝
实例 在ＡＳＩＣ后端设计中，基于时序 的布局布线就是为了解决连线时延 而产生的。对高速电路后端设计采
用自动布局布线。由
ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｍｐｉｌｅｒ综合生成
通信与计算机
数。 电路板的板材选用 Ｎｅｌｃｏ 的
Ｎ４０００－２，在 １ＧＨｚ实际测量的介电 常数是４．１，正切损耗角是０．００４，板 才厚度是 ０．８ｍｍ。图 ２ 是对 ＬＮＡ 进 行实际测试的增益。平均值是 ４６ｄＢ，图形的产生：先用安捷伦的 频谱分析仪（Ｅ４４４０Ａ）进行测量，然 后用生成的 ｄａｔａｆｉｌｅ在 Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｏｆｆｉｃｅ里用散射参量生成图形。由 于没有专用仪器，所以没法测量噪 声系数，但是在接收 －１３０ｄＢｍ的输
式都达到最小化：
高速电路使得所有时序的容差
由于时钟偏差的存在，所以时
都非常小，也对精确定位电路各部 分的延迟模型提出了更高的要求。 理想的时钟是：时钟同时到达各个 同步单元。但是实际上这是不可能 的。我们把到达各个同步单元的最 大时间差叫做时钟偏差。产生时钟 偏差的原因有：时钟源到各个时钟
钟周期公式应为 Ｔ＝Ｔｃｏ＋Ｔｄｅｌａｙ＋Ｔｓｅｔｕｐ ＋ Ｔｓｋｅｗ（其中Ｔｃｏ是同步元件的内部 延时；Ｔｄｅｌａｙ是组合逻辑部分延时； Ｔｓｅｔｕｐ是触发器的建立时间）。随着工 艺的发展，Ｔｃｏ、Ｔｄｅｌａｙ和 Ｔｓｅｔｕｐ都有明 显的降低，所以降低Ｔｓｋｅｗ成为提高 电路速度的关键。在ＡＳＩＣ后端设计
是一种需要多实践，多
摸索的经验。采用台积
电的０．２５µｍ库做了高速 电路的时序驱动布局布
线，在时钟布线时选择
平衡时钟树（见图３）。
在时滞时间满足要
求的前提下，注意分析
图 ２ ＡＳＩＣ布局布线流程
图４ 高速电路的各个时钟树节点（４ ｌｅｖｅｌｓ）
了时钟树综合前后的一 些数据信息。这 38
ｗｗｗ．ｅａｗ．ｃｏｍ．ｃｎ 电子设计应用 ２００３．１０ １ ９
表１ 不同工艺下线延时占总延时的比例
ＲＣ 成正比，故应该采用 ＲＣ较小的 金属进行长线传输。一种有效的方
法是缓冲器插入。加入缓冲器后，
缓冲器本身会带来延时，但是由于
它减小了线长，大大降低了线延
时，所以总的延时还是减小了。如
果在长ｌ的线中点加一个缓冲器，那
么我们可以计算：
图１ 互连线的分布式模型
τｔｏｔａｌ ＝ τ１＋τｂｕｆ＋τ２＝Ｒ＊Ｃ＊ｌ＊ｌ／ ８＋τｂｕｆ＋Ｒ＊Ｃ＊ｌ＊ｌ／８＝Ｒ＊Ｃ＊ｌ＊ｌ／４＋τｂｕｆ
３ Ｒａｎｄａｌｌ Ｗ． Ｒｈｅａ． ＨＦ Ｆｉｌｔｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
４ Ｕｌｒｉｃｈ Ｌ． Ｒｏｈｄｅ， Ｄａｖｉｄ Ｐ． Ｎｅｗｋｉｒｋ． ＲＦ／Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
５ Ｇｕｉｌｌｅｒｍｏ Ｇｏｎｚａｌｅｚ， Ｐｈ．Ｄ． Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ
入功率时，效果非常好。
结语 本设计实现的 ＬＮＡ 和国内其 他厂家生产的 ＬＮＡ比较起来，具有 在Ｌ波段的噪声系数小，增益大，频 带宽等优点。是一种比较理想的 ＬＮＡ 方案。■
参考文献 １ 傅君眉． 微波无源和有源电路原 理． 西安：西安交通大学出版社． １９８８
２ Ｊｅｒｅｍｙ Ｅｖｅｒａｒｄ． Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ ＲＦ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｄｅｓｉｇｎ
不能沿用传统的设计流程，因为随 把互连线建模为单个电阻Ｒ和单个
ｘ是线上任一点到信号源点的
着器件尺寸的不断减小和电路规模 电容 Ｃ 的模型，计算它们的 ＲＣ 延 距离，而 Ｖ是该点的电势。这个方
的扩大，门的延时越来越小，限制 时，对于较长的互连线就不太适用 程没有闭解，一般采用近似解。输
电路性能提高的主要因素是互连延 了。对于较长的互连线，分布式模 出 点 的 时 间 常 数 为 ： τ ＝ 迟。因此，精确地计算互连延迟在 型是比较精确的，图１是它的示意 Ｒ＊Ｃ＊Ｌ＊Ｌ＊（Ｎ（Ｎ＋钟 网络，一般搭成网格状的，这需要 经验丰富的工程师来完成。这种网 络使得时钟偏差减小，大大提高了 设计的性能。
对于自动布局布线，有些好的 算法时钟偏差最小化过程要在延迟 优化以后进行。由于时钟树的延迟 已经最小化，因此，时钟偏差最小化 只需对各时钟汇点的延迟进行合理 的再分配即可，而不会破坏延迟最 小化的结果。Ｓｙｎｏｐｓｙｓ 公司的Ａｓｔｒｏ 是用来做百万门以上设计的布局布 线工具，适合于０．１８µｍ及其以下的 工艺， Ａｓｔｒｏ ＣＴＳ的主要特征是：为 了有更好的预测能力，布局和ＣＴＳ 同时进行；局部ｓｋｅｗ分析和优化；增 加的时钟树优化，以解决最后一分 钟的 ＥＣＯ。在百万门级以上的设计 中，采用Ａｓｔｒｏ做时序驱动布局布线 将带来极好的时序收敛效果。
（收稿日期：２００３－０６－２６）
19 些数据如下：
从前后数据比较可以看出，虽 然最长和最短延时时间比时钟树综 合前都要增大，但是它们的差值— —总体时钟偏差大大减小了。通过 做时序驱动的布局布线，对高速电 路进行了优化，使其性能得到了最 佳，最后的时钟频率可达２００Ｍ。时 钟树节点（４ ｌｅｖｅｌｓ）如图４所示。
其中τｂｕｆ是缓冲器的延时。由于
１ ８ ２００３．１０ 电子设计应用 ｗｗｗ．ｅａｗ．ｃｏｍ．ｃｎ
Ｉ Ｃ 设计
工艺的发展以及缓冲器设计的要 端点的路径长度不同；各个端点负 中，解决这个问题的方法是时钟树
求，现在的缓冲器延时τｂｕｆ是相当小 的，比较前后的延时，可以知道总 的延时是可以大大减小的。
Ｉ Ｃ 设计
■ 同济大学信息与控制工程系 唐振宇
Ａ Ｓ Ｉ Ｃ 后端设计中的时序偏差 以及时钟树综合
摘 要：同步设计中，由于时钟网络延时决定了芯片的最大工作速度，所以时钟树需要高精度进行 布线。一种重要的时钟网络设计是缓冲器插入。在超大规模集成电路的设计中，为了最小化 时钟延时和时钟偏差，缓冲器插入是一种有效的方法。在布局布线流程中，时钟树布线在“时 钟树综合”时由工具自动完成“ 。时钟树综合”在ａｐｏｌｌｏ里是在布局完成后布线之前做的。
关键词：缓冲器插入；时钟偏差；时钟树综合
引言
随着工艺的发展，线延时逐渐占据 过列写节点 ＫＣＬ方程，并且使单位
在传统的集成电路设计中，只 了主导地位。
长度Ｌ→０，经过一系列数学推导可
须考虑门本身的延迟，互连引起的
对于线的延时，已经提出了不 以得出下面的微分方程：
延迟可忽略。深亚微米芯片的设计 少模型。较早的有ｌｕｍｐｅｄ ｍｏｄｅｌ，它