从fan-in、fan-out看setup和hold time violation

建立时间：时钟上升沿之前数据保持稳定时间

保持时间：在时钟上升沿之后数据保持稳定的时间。

建立时间Tsu

根据时钟周期公式：

Tco+Tdata+Tsu-Tskew<Tcycle

可以推导出建立时间的裕量Sslack为：

Tcycle-(Tco+Tdata+Tsu-Tskew)>0

当Sslack大于等于0时即满足建立时间的要求。

保持时间Th

保持时间的目的是防止下一次的数据传输过快，将本次的数据冲刷掉，是对上次数据时间的约束。经过Tsu建立时间之后，触发器进入建立时间阶段，在该阶段最担心的问题是下一次的数据来的太快，导致还未满足保持时间的要求。

所以要求下一次数据到来的时间要大于Th，而下一次数据到来的时间为:

Tco+Tdata-Tskew

所以保持时间裕量计算公式为：

Hslack=(Tco+Tdata-Tskew)>0

扇入与扇出

扇入：扇入系数是指门电路允许有几个输入，一般门电路允许的扇入系数为1~5，最多不超过8。

扇出：扇出系数是指门电路允许驱动同类型的门的个数，也就是负载能力，一般门电路的扇出系数为8，驱动器的扇出系数为25，体现了门电路的驱动能力。

灌电流与拉电流

灌电流：当门电路的输出端为低电平时，逻辑门的输入电流为灌电流。灌电流越大，逻辑门输出低电平就越高。

拉电流：当门电路的输出端为高电平时，逻辑门的输出电流为拉电流。拉电流越大，逻辑门的输出高电平就越低。

上拉电阻和下拉电阻

上拉电阻：上拉电阻就是将一个不确定信号的电平钳位在高电平（拉电流），来增加高电平时的驱动能力，以解决逻辑门驱动能力不足的问题。

下拉电阻：下拉电阻就是将一个不确定信号的电平钳位在低电平（灌电流），其作用是吸收电流，防止灌电流过大提高逻辑门的输出电压大小。

当输出负载大于其负载能力时：

1、 逻辑门输出低电平时，可能灌电流过大，输出电压Vol可能大于规定的Volmax

2、 逻辑门输出高电平时，可能拉电流过大，输出电压Voh可能小于规定的Vohmin

3、 输出的传播延时大于规格说明的延迟值，主要表现为Net_delay（Tdata）

4、 输出的上升和下降时间可能会高于规定值

5、超负载工作，电流较大，降低其可靠性，最终引起器件失效

Setup Violation与Hold Violation

根据建立时间公式Tsu：

Tcycle-(Tco+Tdata+Tsu-Tskew)>0

以及保持时间公式Th：

Hslack=(Tco+Tdata-Tskew)>0

当发生Setup Vioalation或Hold time Violation时，由于Tco是寄存器的固有属性，系统时钟一般也是固定的，可通过减小Tdata（当Sslack<0时）或者增大Tdata（当Hslack<0时），完成时序违例的优化：

举一反二，以保持时间违例进行说明，控制Tdata，Tdata包含数据延迟和布线延迟两部分，其关键在于如何降低数据延迟和布线延迟。

（1）、减小扇出Fanout，根据上文的分析可以分析Fanout较多时增加Net_delay，不利于时序收敛。减小扇出的方法有：

a、寄存器复制，几个寄存器复制原先的驱动信号，分担原本由一个寄存器驱动的多个模块。

b、设置Max_Fanout，在代码中设置信号属性，将对应的Max_Fanout设置为一个合理的值，当实际中fanout超过此值时，综合器极性自动优化，但是过低的扇出可能造成设计阻塞反而不利于约束。

c、BUFG，全局缓冲

（2）、减小逻辑级数Logic Level，一个Logic Level的延迟对应的是一个LUT（查找表）和一个Net的延迟，对应不同的器件，不同频率的设计所能容纳的Logic Level不同，一般可通过重定时（Retiming）解决Logic Level过大问题，使用的方法为：流水线，将过于冗长的组合逻辑增加寄存器进行打拍。对于时钟偏斜△T来说因为不确定正负，其对建立时间和保持时间的影响是相反的，所以我们希望|△T|尽可能的小，所以尽量不要用生成时钟，而采用全局时钟，这样才会有更小的|△T|。