关于VCS仿真窄脉冲与门延迟及真实芯片检测的技术问询

核心结论 #

真实芯片里大概率无法稳定输出可检测的25ps高电平脉冲，你预期的“输出1持续约25ps”不符合实际硬件的时序特性，具体原因如下：

逻辑单元延迟的实际意义 #

• 你提到的26ps单元延迟，不是简单的“信号延迟时间”，而是输入信号需要维持稳定状态的最小时间阈值——只有当两个输入的高电平持续时长≥单元的传播延迟+建立时间，输出才能完成从低到高的跳变并稳定在高电平。
• 25ps的输入脉冲比26ps的延迟阈值短，意味着输出还没来得及完成电平跳变，输入就已经回落至低电平了。这种情况下，输出最多只会产生一个幅度极低的微小毛刺（甚至会被电路噪声完全掩盖），根本形成不了能被后续电路识别的有效高电平脉冲。

仿真模型与真实硬件的差异 #

• 你用的Verilog模型是理想的时序判定模型，它会严格按照设定的延迟阈值判断，直接输出0是模型的保守简化行为。但真实硬件不会这么“绝对”，但也绝达不到你预期的输出效果：
  • 即便输入脉冲边缘足够陡峭，输出可能会有微小的电压波动，但这个波动的幅度、宽度都远达不到逻辑高电平的判定标准，无法被后续电路正确识别。
  • 工艺偏差、温度、供电电压的变化会进一步加剧这种不确定性，极端情况下可能偶尔出现可检测的毛刺，但这完全不可靠，不能作为正常功能的设计依据。

可行的解决方案 #

• 如果必须让短脉冲通过逻辑单元，得用脉冲展宽电路，比如触发器级联、RC延迟网络或者专用的脉冲检测模块，把输入脉冲宽度拉长到满足后续单元的时序要求。
• 要是想让仿真更贴近真实硬件行为，可以改用带时序弧和噪声模型的SPICE网表进行仿真，而不是依赖Verilog的理想延迟模型。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Trong Tran