参考

1. SLG46826，数据表，对话框半导体。yabo国际娱乐
2. AN-1046，各种边缘检测器电路，应用笔记，对话半导体。yabo国际娱乐

作者：oleh sapiha

介绍

在数字电子技术中，将一个信号从一个点(元件)传输到另一个点(元件)所需的时间称为传播延迟(Tpd)。决定信号通过集成电路额外传播延迟的主要因素是集成电路元件之间的二极管和晶体管电容以及二极管和晶体管的开关过程的惯性。这个问题在同步系统中更加严重，因为信号通过集成电路的传播依赖于全局时钟频率。

实际上，传播延迟是可变的，取决于不同的因素，包括环境(温度)和电气特性(例如供电电压)。与任何其他IC一样，GreenPAK也有由其内部组件(如lut、DFFs等)造成的传播延迟。

GreenPAK中的传播延迟考虑

传播延迟是否有利或有害的问题严重依赖于特定电路。一方面，由LUT传播引起的信号延迟使我们能够在复位功能中产生有用的设计，例如边缘探测器（参见应用笔记AN-1046），信号滤波器或高频振荡器。

另一方面，传播可能导致不期望和不可预测的逻辑组合（通常称为“信号竞争”），这可以对设计功能产生负面影响。此外，TPD限制了电路可以起作用的最大频率。有很多设备和应用程序，可以在最小允许的开关频率上工作，如传输协亚博国际官网平台网址议（i²， UART, SPI)，电平移位器，以及更多。根据最小传播延迟，某些应用程序可能不可行。亚博国际官网平台网址

我们将考虑这个问题，并给出简单的提示，以帮助计算不同块的传播延迟及其组合延迟。我们还将展示可能由传播延迟引起的问题，以及避免这些问题的方法。

首先，我们必须知道在哪里可以找到传播延迟时间。要找到不同块的典型估计传播时间，请访问数据表。通过GreenPAK设计师，这是非常容易做到的。选择必要的IC(比如SLG46826)。在单击«帮助»窗口中的«数据表»之后，GreenPAK Designer自动下载数据表(参见图1)。

在数据表中，导航到第3.4章中的传播延迟的定时特征可以在表8中确定每个宏小区估计的典型延迟（注1：本章和表号的例子是针对SLG46826 IC的，它因芯片而异)。通过该表，特定块的数据表指定了25˚C下不同电压范围的传播延迟变化(注2:所有显示的数据都是最坏情况，包括6 σ覆盖因子)。

估计不同块的传播延迟

经常会有人问:“GreenPAK可以使用的最大频率是多少?”或“如何估计输入信号的延迟?”要回答这些问题，请参考下面的示例1和示例2。

示例1

特定块的数据表指定对于2位LUT (SLG46826)，在V_DD= 3.3 V上升沿延迟，tpd(上升)= 12 ns，下降沿延迟tpd(下降)= 12 ns。通过LUT的最大频率是多少?

结果，接收频率f_马克斯= 41.66 MHz是可以通过2位lut的最高频率。

示例2

给定：图3中的逻辑电路。查找：输出引脚处的信号延迟（V_DD= 5 V)。

解决方法包括两个部分:上升沿时延计算和下降沿时延计算。

结果:输入信号的上升沿和下降沿分别延迟37和42纳秒。

为了完全了解与TPD相关的潜在问题，让我们考虑在SLG46826中设计的简单逻辑电路（图5）。应用于INPUT2的信号通过XOR块。该信号直接将其馈入XOR，并且通过IN1通过和电池通过（输入1是能够信号）。

那么，传播延迟是如何影响这个延迟的呢?当Input1为低时，xor门工作来缓冲Input2信号。但是当它是高时，XOR的IN1将与来自Input2的信号一起应用，该信号将被AND细胞传播延迟所延迟。这种构造会在Output2上产生一个短时间的小故障(图6)。这并不好，特别是对于输出上依赖于边的逻辑来说。

第一和最简单的方法来克服这个电路造成的故障场景来过滤它使用P海底块(配置为两个边缘延迟)或过滤器(配置为过滤器)(参见igure 7)。这种方法是可靠的,因为长延迟时间(4细胞P海底834纳秒,根据数据表)。但是，这些专门的块可能已经用于其他函数，或者输入频率太高，不能使用P DLY，所以应该采用另一种方法滤波传播小故障。

第二种方法基于为2 XOR输入提供等效信号延迟。为了实现这一点，在输入2和XOR的IN0之间添加2位LUT（2位LUT，可以使用任何其他块）（参见图8）。额外的块均衡XOR输入的延迟，这可以防止逻辑在输出2引脚上创建短故障。注3:由于LUT的内部结构，它们的输入具有不同的传播延迟时间。输入标签编号越高，传播延迟越短。例如，IN1具有比IN0更短的传播延迟时间。

图7:依赖于传播延迟的滤波故障(使用P DLY (FILTER))	图8：过滤依赖于传播延迟的毛刺（使用LUT缓冲区）

结论

在本文中，我们考虑了在GreenPAK设计器中Tpd的灵敏度，以及如何计算总传播延迟时间。给出了两个计算最大频率和信号时延的实例。给出了两种不同的方法来滤波由传播延迟引起的毛刺。