negedge的深入解析(而不用negedge)

在EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)领域中,negedge(negative edge)是一个非常重要的概念,一般用作时序约束或触发器的时钟信号。本文将从多个方面对negedge做详细的阐述,帮助读者更好地理解和使用这个概念。

一、negedge是什么?

在数字电路设计中,为了使设计正确和可靠,时序约束非常重要。时序约束就是控制时钟信号和数据信号之间的相对时序关系,使系统设计正确地工作。negedge(下降沿)是时钟信号的一个非常重要的概念,它表示的是时钟信号从高电平到低电平的转换,而时钟信号在嵌入设计中用来同步各个电路模块。negedge的一个主要作用就是作为时序约束,保证各个模块的工作时序正确。

二、negedge的应用场景

在实际应用中,negedge主要用于时序约束和触发器时钟信号。下面我们看一下两个具体的应用场景。

1、时序约束

在时序约束中,negedge主要用于限定各模块时钟信号的相对时序。在时钟信号的上升沿或下降沿都能够保证有足够的时间来执行必要操作。下面是一个以negedge为约束的设计实例:

//定义时钟的周期为10ns
create_clock -period 10.0 -name clk

//定义时钟下降沿的约束为20%发布时间
set_clock_transition -fall -from [get_ports clk] -to [get_ports clk] -time 2.0 [ns]

上面的代码中定义了一个时钟的周期为10ns,同时规定了时钟下降沿到达输入端口的时间必须在20%的时钟周期内,从而保证了时序的正确性。

2、触发器时钟信号

在数字电路中,触发器是一个重要的组件,主要用于存储和保持信号。negedge在触发器的时钟信号中应用非常广泛。下面是一个D触发器的negedge时钟信号代码示例:

module d_ff (
    input d,
    input clk,
    output reg q,
    output reg qbar
    );
    always @(negedge clk)
    begin
        q <= d;
        qbar <= !d;
    end 
endmodule

三、negedge的注意事项

在使用negedge时,需要注意一下几点:

1、时序约束

时序约束是数字电路设计的重要步骤,要确保各模块时序的正确性和可靠性。negedge的应用如上所述,需要定时和时钟信号的上升沿和下降沿之间保持足够的时间。

2、时钟频率

negedge的频率一般与时钟的频率相同,在多数应用场景中都没有太大的问题。但在一些应用场景中,如果时钟信号的周期时间很短,可能会存在时序崩塌等问题,需要注意时钟频率的选择。

3、时钟分割

在设计中,时钟分割是非常重要的,并且在与negedge配合使用时也需要重视。时钟分割就是将时钟信号分割成若干个周期,以减轻时序约束的压力,提高设计的可靠性。

结论

在数字电路设计中,negedge是非常重要的概念,在时序约束和触发器设计中都有重要应用。在应用negedge时,需要注意时序约束、时钟频率和时钟分割等问题,以保证设计的正确性和可靠性。

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风君子

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