Cadence高速PCB的时序分析(ZZ)
Cade nee高速PCB的时序分析（ZZ）2010-08-03 11:45这篇文章必须提一下作者，以示尊重 作者:宋宝华1. 引言时序分析，也许是SI分析中难度最大的一部分。我怀着满腔的期许给Cade nee的资深工程师发了一封e-mail，希望能够得到一份时序分析的案例， 但是希望化作了泡影。资深工程师告诉我，他们还没有能够编写一个具体的案例。 于是，我不得不将我的期许转化为自己研究并编写一个具体的案例，与广大PCB工程师共享，令大彼天下PCB寒士俱欢颜。既然有了共产主义的期许，自然就 有了奋斗的信念。如果你觉得好，请你顶一下；如果你觉得烂，请你顶起来骂一下。2. 从什么是时序电路谈起£需DEP OD .311DS?.Ap.J9 »USDO O O Oo 1 2 3 4 5 B 7 DODOdDOD我的导师，一位诲人不倦的人类伟大灵魂工程师，当我将 CPLD连在了 CPU 的数据、地址、读写和片选信号上，并企图在 CPLD中自定义几个寄存器使得这 几个寄存器相对于CPU就好似异步访问的存储空间时（如图1），他迷惘了。他 认为我应该将CPU的时钟输出到CPLD不然就无法做到异步访问CPLD的时序。 D&P_DD 42< DSPlDf ft4<D5PZD2 41DSPD3 03 3SpZd<? 44 DSFZpaDSP3jB 46'AN3DSP CE3DSPCAS/REDSFWE sv$Zrst# PUSH RSTV_D$FM_37"PH 35 <USP_A2 40X, dsf2p7 5?AtA)卩 U3 CE#PLD_WE pldZre8U_RSTDI If LI DCT图1 CPLD做异步访冋存储器原来这个世界从第一天起就将时序电路定义错了，它们定义为y=f（X 1,X2,X n,t 1,t 2,t n）即函数值y不仅与输入有关，还与时钟触发条件有关，正是因为时钟，才 叫时序电路。我要将这世界颠倒的黑都纠白了。为什么只有时钟能作触发条件，做触发条 件的不一定只是时钟。图2是TMS320C671舷一 DSP的异步存储器读定时。很 显然，在CPLD中触发其将寄存器中数据放入总线的触发条件是读信号（图中画 红线处触发）。这个读信号就成为二者之间的握手信号，在DSP写CPLD的时候握手信号则是写信号了。用 CPLD实现这个异步存储器的VHDL程序如下：re定义为读信号输入，wr定义为写信号输入，D_REG定义为数据寄存器，data 是双向的数据总线process(re)BEGINif(cs='O' and re= ' O' ) thendata<=D_ REG;end if;JEND PROCESS;process(wr)BEGINif(cs='0' and wr= ' 0' ) thenD_REG <= data;end if;JEND PROCESS;ECLKOUTNotEA2112 IAddt«££tDfJI :0 IAOESDRASSSOFtAR E.SD GAS； SHADS tAWE. ED WF. EE WE tAfiDYAOE.SDRAS/SSOE. AACSDCASrSSADS. and AWE/SDWE/SSWG cperarte as aS5 (ktenttlied under senate). ARE. and AW£, r&psdtivil/r during osynchroncMjrs maimor/ acDssses-h-z *H"S,«Read DaU *10、11 )1«*Asynchronous Memory Read Timing图2 TMS320C6713的异步存储器读定时当然在上例中如果将DSP的时钟输入接入CPLD则可以更好的完成这个电 路时序之间的匹配。如果不接入，也同样能通过编程改变DSP的setup和strobe 所占用的时钟周期数量来实现。请记住：时钟本质上只是一个触发条件！跟其它的触发条件没有什么两样！在CPU访问SDRAM寸，握手信号即是时钟。于是乎，用 Cade nee来做定时 分析就分为两类：1）时钟握手信号一一同步2）其它握手信号一一异步请注意：此部分我的“时序电路”定义不严格， 列位看观能明白我所言“触发” 和“握手”之意既可。我仍然赞成我的导师将时钟接入CPLD3. 同步时序分析列位看观，这个具体的案例将举的例子还是 TMS320C671,3它将要访问 MT48LC4M32B这样一个SDRAM首先介绍SDRAMS几个概念： CAS#等待时间（CL）:指的是从CAS信号有效开始要经过多少个时钟周期 之后才能读取数据（写操作时数据与CAS信号同时到达），通常可以选择2 或者3；突发长度（BL） : SDRA每次读写操作的数据量可以设定（也即支持突发式 读写），可以是1、2、4、8个字节或整页读写（一次读写一行数据），这 样每次可以处理一批数据，从而提高了读写速度；预充电（PRECHARGE）读写操作只对预充电过的行有效，所以每次读写操 作前都要发出预充电指令或者在 CAS有效时，使A10为高，即让SDRAM 自动预充电；自动刷新（REF）:每隔一定的时间要向SDRA发出一条刷新指令，这个时 间可以通过读取SDRAI芯片的数据获得，通常为15.625卩s;自刷新（SELF）:当对SDRA暂时不进行操作，但又希望保留其内部数据时， 可以发出自刷新信号，SDRA辰自己刷新内部数据；*模式寄存器设置（MRS）:通过一条指令对CL及BL进行设定。除了在初始 化可以进行设置外，也可通过插入这条指令来改变CL或BLoSDRAM的所有输入和输出都与系统时钟上升沿同步，并且由输入信号RASCASWE组合产生SDRAI控制命令，其基本的控制命令如表1所示。关于SDRAM勺 操作有很多，如两个BANK勺乒乓读写方式、突发式读写时的中断操作、低能耗 方式的进入等等，我们可以在 MT48LC4M32Bt据手册中看到各种操作时的时序 图。农1SDRAM命令編网占甜 $HAS*卜；捞 n sor 1HH1!1灿溢活揖件LHIt0()1(HD)HL11010写掠fFCWR >H.L0H夹发中斟BT3HHLnxi和充电(PGM)LH1JO!L.II110揍式轟 flLLLIL!MT48LC4M32B2分为四个BANK地址线的最高两位即为 BANK勺片选。其行地 址为A0-A11,列地址为A0-A7,数据总线宽为32bit ,需要在64ms内刷新4,096 行。MT48LC4M32B与TMS320C671的连接如图，图中的 CKE为SDRA的时钟使 能，被 PULLUP(列位看观，今天谈到这里先。)连载待续版权所有图4和图5分别是自动预充电和无自动预充电时读 SDRA的时序，可以看出A10 的不同。U3iWiWrYfYiTfrdbp_db 74 oap_t)fi 7ft ”,fp_Pia 77 Xoefph 7*() tSP-j iS JC D0P J 13 滋 '、um詔 DBP_J 1 &tj SuDpeiail _psp_j 1T_ 3S< DBP_C2Z .pji?i 47 DSP_-D2& 46、DBP_*2?60,L-T|'.2?nSF_JB S3 ' 呻 BH $4'、DWP JWI 営sp_eBO»dpZgei» SP BS» 5PZbEJ»S.3VO$p ECLKOUT»C5F CB0» 口 8： 丁 列 EM DSP Cj!/RE>>變7T2?55173 3V Ur LjRii/Kfc / :HnDj<R/OE»DDDDODDDDDvssvssvssDC1QDQ1ID012CrOiHDQ14 0015DG1SDQ17DQ1KD0190020DG2IDQ22DQ23D024DQ25DQ2SQQ27DC28DQ2& DQOftDQ31DOMj DQM1 ocrcDnrvt3CLK cs# 啊RS# CKEEQVS8Q vssaVSSQ宓aVS80 wssa vssaWDO vnoa VDDO vooaVDDQ VDOO MJOO'/DD D DVDQBAIMTtabCHQEBZ-TfT图 3 TMS320C6713W SDRAMRE AD - WtT H AUIO PRECHARGEraThIEcuthzitHKFli. Ml IZ01XUA*CIUDNCF)©<眄 SAI 3(丄屿 L1.LMNAJ A If ID HL Nil IG1丽烂目；嘔tom國u i cwr SSuWUtHNLbDM3NG PARWtrtPSSYMfcDi-J*J1 'Nir.Ml NMMlMINMAXIJK凶Xi"7禹6ii-LAcni1?ITflK如11llBIjsI.&ZTKmu2 b115'HLZ.b2.>6iflsTtKUiUillICKAIC1&m%KlliC20r»rKH11'CK5IEnsSYMBOf£x7MAKM1Nwvu*CMH11n<hDME22ii-MIHI5 Ji5.5ri«7 SgH5sHznj17nuI-"I-nsoU2.5ns-iFl.njj-11蛀1 A'I'.'lilsIJKCOnt'KDnsnpI JI图4自动预充电读时序READ - WITHOUT AUTO PRECHARGE1nte田M妁D-AS. AUA10Aao. bayco隔 LXJiH I CAM I： 甥 LFDEFINED11 M l NG PAR
