🌳 clock_tree_design.md
– クロックツリー設計と遅延最小化
Clock Tree Synthesis and Delay Optimization
📘 概要|Overview
クロックツリー設計(Clock Tree Synthesis, CTS)は、チップ内の全てのクロック供給先に対して、
同じタイミングでクロックが届くように設計する工程です。
The goal of CTS is to minimize skew and latency, ensuring proper setup/hold timing and improving overall reliability.
🛠️ クロックツリーの基本構成|Clock Tree Structure
- クロックツリーは
H型
やバイナリツリー型
のトポロジーがよく使われます。 バッファ挿入
やリピータ配置
で、クロック伝播のタイミングを揃えます。- 多くのEDAツールは
自動CTS機能
を提供し、レポートも自動出力されます。
┌──────┐
│ Root │ ← PLLからのクロック
└──┬───┘
│
┌───────┴────────┐
┌──┴──┐ ┌──┴──┐
│ BUF │ │ BUF │
└─┬───┘ └──┬──┘
│ │
┌───┴───┐ ┌───┴───┐
│ FF1 │ │ FF2 │ ← 各フロップへ
└───────┘ └───────┘
🧮 最適化の観点|Optimization Targets
観点|Aspect | 説明|Description |
---|---|
スキュー(Skew) | フロップ間のクロック到達時間差。通常 < 100ps が望ましい |
バッファ数 | 線長調整・負荷分散のためにバッファを追加 |
レイテンシ(Latency) | PLLからフロップまでのクロック遅延。均一性が重要 |
⚠️ 実装時の注意点|Implementation Notes
- クロックネットは、高層金属層(Metal 5〜6など)を使用してIRとEM対策。
- 長距離・高負荷経路では、EM(エレクトロマイグレーション)対策を考慮。
- CTS後には、ポストCTS STA(Static Timing Analysis)を実施して検証。
📚 関連章|Related Chapters
- 第5章 SoC設計フロー|Chapter 5: SoC Design Flow
jitter_and_skew.md
:スキューとジッタ対策の詳細
⏰ 応用編 第9章:PLLとクロック設計|Applied Chapter 9: PLL and Clock Design
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