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– ジッタとスキューの理解と対策
Understanding and Mitigation of Jitter and Skew
📘 概要|Overview
高性能LSI設計では、クロック信号の安定性と整合性が非常に重要です。
特に、ジッタ(Jitter)
とスキュー(Skew)
はタイミング設計上の大きな課題です。
In high-performance LSI design, clock signal stability is crucial.
This section explains the definitions, causes, effects, and mitigation of jitter and skew.
🔄 ジッタとは?|What is Jitter?
項目|Item | 説明|Description |
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定義|Definition | クロックエッジの時間的ばらつき |
種類|Types | ランダムジッタ(RJ) : ノイズや電源変動による揺らぎ周期ジッタ(PJ) : 定周期ノイズによる揺らぎ |
影響|Impact | ・セットアップマージンの減少 ・ビットエラー率(BER)悪化(特にSerDes) |
🔁 スキューとは?|What is Skew?
項目|Item | 説明|Description |
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定義|Definition | 同じクロックが異なる場所に届く時間差 |
原因|Causes | ・配線距離の不均一 ・クロックツリーの非対称性 ・バッファ数やセルばらつき |
影響|Impact | ・セットアップ/ホールド違反 ・グリッチや競合動作のリスク |
✅ 対策技術|Mitigation Techniques
問題|Issue | 対策|Mitigation |
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ジッタ | ・PLLループ設計最適化 ・電源ノイズ対策(LDO, デカップリング) ・シールド配線/GND参照強化 |
スキュー | ・対称的なクロックツリー構成(H-Tree) ・バッファ挿入とCTSの最適化 ・Post-CTS STAによる検証 |
🧪 測定と解析|Measurement and Simulation
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ジッタ:アイパターン観測(オシロスコープ)、ジッタアナライザによる波形測定
Jitter is evaluated using oscilloscope, eye-diagram analysis, or jitter analyzers. -
スキュー:レイアウト段階でSTA(Static Timing Analysis)を用いて解析
Skew is analyzed during layout using static timing analysis tools.
📚 関連章|Related Chapters
pll_basics.md
:ジッタ源としてのPLL構造と特性clock_tree_design.md
:スキュー対策のためのCTS技術
⏰ 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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