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1、Abstract在分析 timing 時，在 timing report 中常會出現 setup time slack 與 hold time slack，本文深入探討 slack 的意義。Introductionslack 英文本身的意思是鬆弛，若 setup time/hold time slack 為正值，表示目前滿足 setup time/hold time 需求，並且還有多餘的時間，若 slack 為負值，表示目前已經不滿足 setup time/hold time 的需求，並且不足多少時間。要詳細知道 slack 怎麼算出來的之前，須先了解一些專有名詞。Launch Edge &
2、Latch EdgeLaunch Edge：產生 data 的 register 1 所使用的 clock rising edge。Latch Edge：接收 data 的 register 2 所使用的 clock rising edge，會 delay Lauch Edge 1 個 clk。Setup Time & Hold TimeSetup Time：在 clk rising edge 之前，data 必須穩定的最短時間，若不滿足 setup time，data 無法敲進 register。Hold Time：在 clk rising edge 之後，data 必須穩定的最短時間，若不
3、滿足 hold time，data 無法敲進 register。Setup Time 與 Hold Time 必須同時滿足，資料才可順利敲進 register。Data Arrival TimeData Arrival Time：data 實際到達 register 2 的 input D 時的時間。所以從 Lauch Edge 開始，經過 Tclk1 (register 1 的 clock skew)，再加上 Tco(register 1 的 clock to output delay)，再加上 Tdata(組合邏輯本身的 delay)，即為 Data Arrival Time。Clock
4、Arrival TimeClock Arrival Time：clock 實際到 register 2 input 的時間。所以從 Latch Edge 開始，經過 Tclk2(register 2 的 clock skew)，即為 Clock Arrival Time。Data Required Time (Setup)Data Required Time (Setup)：為了讓資料能敲進 register，最遲須在何時能準備好資料。所以從 Clock Arrival Time 開始(Latch Edge + Tclk2) 減掉 Tsu ，在扣掉一下額外的不確定值，即為 Data Requi
5、red Time (Setup)。 Data Required Time (Hold)Data Required Time (Hold)：為了讓資料能敲進 register，資料至少需維持到何時。所以從 Clock Arrival Time 開始(Latch Edge + Tclk2)加上 Th，再加上一些額外的不確定值，即為 Data Required Time (Hold)。Setup Slack 講了這麼久，總算要進入主題 Slack 啦，先講 Setup Slack，定義很簡單，只要將 Data Required Time (Setup)減掉Data Arrival Time 即可，也
6、就是符合 Setup Time 的 margin。上面的 Timing 圖看起來很複雜，事實上以 Lauch Edge 為首導出來的只是 Data Arrival Time，之前已經講過，而以 Latch Edge 為首導出來的是 Data Required Time，之前也講過，現在只是將所有的 timing 都畫在一起而已。若 Setup Slack 為正，表示 Data Required Time 在 Data Arrival Time 之後，所以一定滿足 Setup Time，反之若 Setup Slack 為負，則表示 Data Arrival Time 在 Data Require
7、d Time 之後，所以一定無法滿足 Setup Time。Hold Slack接下來講 Hold Slack，定義也很簡單，只要將 Data Arrival Time 減掉 Data Required Time (Hold)即可，也就是符合Hold Time 的 margin。上面的 timing 圖比較特殊些，主要是 Data Arrival Time 部分，因為要找 Hold Slack，所以從 Next Launch Edge 開始，一樣加上 Tclk1 + Tco + Tdata，而從 Latch Edge 開始加上 Tclk2 時為 Data Required Time (Hold)，這與之前講的一樣。若 Hold Slack 為正，表示 Data Arrival Time 在 Data Required Time 之後，所以一定滿足 Hold Time，反之若Hold Slack 為負，則表示 Data Required Time 在 Data Arrival Time 之後，所以一定無法滿足 Hold Time。ReferenceAltera Quartus II Software Design Series：Timing Analysis
