建立时间与保持时间计算

1、概念

建立时间和保持时间都是针对触发器的特性而言，时序如下图所示

建立时间（Setup Time）：
是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间，即在CLK上升沿来之前，数据必须提前一个最小时间量预先准备好。
保持时间（HoldTime）：
是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间，即在CLK上升沿到来之后，数据必须保持一个最小时间量不能变化。

2、问题提出

信号在PCB板上进行传输过程会存在传输延迟，因此需要计算传输延迟范围来确定PCB走线长度误差范围。
如下题所示：

设备A到设备B使用随路时钟传送数据，A设备输出数据相对于时钟的延迟为T0=2ns，数据保持稳定的时间样衣工为7.5ns，时钟周期为8ns，B设备输入时使用始终的下一个上升沿采样数据，如果B设备要求的数据建立时间最小为2.5ns，数据保持时间最小为3ns，CLK在PCB上的布线延迟为T1，DATA在PCB上的布线延迟为T2，请计算出T1和T2之间必须满足的条件。
根据建立时间进行计算：

如上图所示，设备A输出数据在设备A的CLK的第二个上升沿到来后延迟T0进行输出，输出后保持7.5ns，设备B在CLK的第三个上升沿进行采集，因此数据有一整个时钟周期T的时间传输到设备B，并在CLK的第三个上升沿到来前保持稳定不变。因此在设备A时钟到来开始输出数据时为整个传输起始时间，到设备B在下一个CLK上升沿到来时数据必须已经传输到设备B的数据接收端，并保持不变，因此有一下计算公式：
数据传输线上的延迟（包含设备A接收到输出数据信号到数据开始输出延时T0和数据在PCB走线上的延时）+数据建立时间≤时钟传输线上延迟+时钟周期T（注数据在建立时间到来前保持不变的时间称为裕量，裕量≥0）
即T0+T2+裕量+TsetupB=T1+T，根据题目中数据计算得1.5≤T2-T1≤3.5

根据保持时间进行计算：

如上图所示，设备A输出数据在设备A的CLK的第二个上升沿到来后延迟T0进行输出，输出后保持7.5ns，设备A输出的下一个数据必须在设备B将当前数据采集完成后才能到来，即保持时间分析的是同一个时钟沿。在设备A输出第三个CLK上升沿开始设备B就要接收来自设备A的数据，即自设备A接收到输出数据的信号（上图第二个上升沿到来时）+数据在PCB上输出延时-设备B保持数据的时间≥时钟传输延迟的时间。（就是数据先于CLK到达设备B，在数据保持时间之前时钟沿必须带来以保证足够的保持时间）
按照上图有一下计算公式
数据传输线上的时延（包含包含设备A接收到输出数据信号到数据开始输出延时T0和数据在PCB走线上的延时）-设备B保持时间=时钟传输线上的时延+裕量（裕量≥0）
即T0+T2-TholdB=T1+裕量，根据题目中提供数据计算得1≤T2-T1≤3；

结合保持时间和建立时间计算满足的1.5≤T2-T1≤3.

3、总结：

根据建立时间计算：
数据传输线上的延迟（包含设备A接收到输出数据信号到数据开始输出延时T0和数据在PCB走线上的延时）+数据建立时间≤时钟传输线上延迟+时钟周期T（注数据在建立时间到来前保持不变的时间称为裕量，裕量≥0）
根据保持时间计算：
数据传输线上的时延（包含包含设备A接收到输出数据信号到数据开始输出延时T0和数据在PCB走线上的延时）-设备B保持时间=时钟传输线上的时延+裕量（裕量≥0）

注：以上为个人查找资料进行计算，如果计算机结果不对欢迎大家进行指正。