对于时序分析基本概念setup和hold的介绍

今天我们要介绍的时序分析概念是setup和hold。这两个概念大家肯定再熟悉不过了，这是两个最基础的时序分析。我们每天都要看setup和hold的timing report。那大家有没有想过，究竟我们为什么要做setup和hold分析？

上图是一个触发器的简要示意图。其中T1，T2，T3，T4均为传输门，均为电平敏感，所谓的时钟跳变可以理解为高低电平的相互跳变所致。T1和T4同时导通，T2和T3同时导通，且T1，T4和T2，T3导通状况互反。而电路中实际单元的延时主要是由于电信号导通时通过电子器件时耗费的时间所导致。

那触发器是如何工作的呢？

低电平时，T1和T4导通，此时数据进入到`D，因为此时T4导通，由于一对反相器形成双稳态结构，图中绿色箭头线中的数据保持上一拍的数据结果。

当高电平到来时，T1和T4关断，T2和T3导通，双稳态结构保证②中的数据维持稳定，通过T3输出至Q端，同时B点和C点的数据保持一致稳定；当低电平到来时，T2和T3关断，T1和T4导通，因为此时B点和C点数据一直稳定，因此可以保证绿色箭头线部分有稳定一致的数据通过Q端发送出去。所以，可以看到在上升沿采样的数据可以保持一个时钟周期。

setup时间（Tsu）：输入数据D必须在时钟上升沿之前必须有效的时间。为了得到有效的数据，必须保证A点和`D点的数据保持一致稳定。因此，可以这样理解，所谓的建立时间是指输入数据D经过多长时间才能使`D的数据稳定可靠。所以setup时间是指的是数据从D到达`D的时间。

hold时间（Thold）：我们可以想象一下，在时钟上升沿发生之后，如果A点的数据受到D点的影响，从而导致A点和D点数据不一致，也就是在上升沿发生后，即T2、T3导通时，②中循环的数据不能保持稳定一致，从而导致Q端数据不稳定。因此，hold时间可以理解为D端数据通过T1，再经过②到达A点，保证A和`D点数据一致稳定的时间。