O atraso de propagação (ou propagation delay) é a duração de tempo necessária para que um sinal atinja seu destino através de um meio, como um campo eletromagnético, um fio condutor, um gás, um fluido ou um corpo sólido.
Física
Uma onda eletromagnética que viaja através de um meio tem um atraso de propagação determinado pela velocidade da luz nesse meio específico, ou aproximadamente 1 nanossegundo por 29,98 centímetros no vácuo. Um sinal elétrico que viaja através de um fio de cobre tem um atraso de propagação de aproximadamente 1 nanossegundo por 15 centímetros.
Veja também propagação de rádio, fator de velocidade, velocidade de sinal e onda mecânica.
Eletrônica
thumb|400px|Diagrama de tempo do atraso de propagação de uma porta NOT.
thumb|400px|Um somador completo possui um atraso de porta total de 3 portas lógicas desde as entradas A e B até a saída de transporte Cout (mostrado em vermelho).
As portas lógicas possuem um atraso de porta (gate delay) que varia de picossegundos a vários nanossegundos, dependendo da tecnologia de fabricação. É definido como o intervalo de tempo entre o momento em que uma transição de entrada atinge 50% do seu nível lógico e o momento em que a saída correspondente atinge 50% do seu nível lógico final. Como as velocidades de transição podem diferir entre as bordas de subida e descida, atrasos separados são especificados para transições de alto para baixo (tPHL ou tf) e de baixo para alto (tPLH ou tr).
A redução dos atrasos de porta permite que os circuitos digitais operem em frequências de clock mais altas, melhorando o desempenho geral do sistema. Para determinar o atraso de propagação total de um circuito lógico combinacional, deve-se identificar o caminho crítico — a sequência mais longa de atrasos de propagação de qualquer entrada para qualquer saída — e somar os atrasos individuais das portas ao longo desse caminho.
O princípio do esforço lógico utiliza atrasos de propagação para avaliar e comparar diferentes topologias de circuitos que implementam a mesma lógica booleana. Variações nos atrasos de propagação entre caminhos lógicos paralelos são a principal causa de glitches e riscos dinâmicos em circuitos assíncronos devido a condições de corrida.
Temperatura: O atraso de propagação varia com a temperatura de operação. Em interconexões metálicas, temperaturas mais altas aumentam a resistência elétrica, aumentando o atraso. Em semicondutores, temperaturas mais altas geralmente diminuem a mobilidade dos portadores de carga, aumentando o atraso. No entanto, em dispositivos sub-mícron avançados (como os FinFETs), o aumento da temperatura pode diminuir o atraso de porta devido à dependência inversa da temperatura (ITD). Tensão de Alimentação: O aumento da tensão de alimentação () aumenta a corrente de condução () dos transistores MOSFET, o que geralmente diminui o atraso de propagação e torna o circuito mais rápido. Por outro lado, a redução da tensão de alimentação aumenta o atraso de propagação, sendo um compromisso importante nas técnicas de economia de energia por dimensionamento dinâmico de tensão (DVS). Capacitância de Carga de Saída: Conectar entradas de portas lógicas adicionais (fan-out) ou longas trilhas de PCB a uma saída aumenta sua capacitância de carga, o que aumenta o tempo necessário para carregar ou descarregar o nó.
Esses fatores físicos ditam o atraso de propagação por meio da equação da constante de tempo RC:
Onde é a resistência equivalente do transistor de acionamento (e da interconexão) e é a capacitância de carga total. Qualquer aumento na capacitância de carga () ou na resistência induzida pelo calor () dimensiona diretamente o atraso de propagação .
Redes de computadores
Em redes de computadores, o atraso de propagação é o tempo necessário para que o primeiro bit (cabeça) de um sinal viaje do emissor ao receptor através de um enlace físico. É calculado como a razão entre a distância física do enlace e a velocidade de propagação no meio de transmissão específico:
Onde é a distância do enlace e é a velocidade de propagação da onda.
Em comunicações sem fio, (a velocidade da luz no vácuo, ). Em fios de cobre ou fibra óptica, a velocidade geralmente varia de a , dependendo da constante dielétrica do material.
No projeto moderno de circuitos integrados (CI), o atraso de propagação na fiação física costuma ser um gargalo significativo que impede velocidades de clock mais altas, um fenômeno conhecido como gargalo de interconexão.
Ver também
Atraso de contaminação Atraso de serialização Latência (engenharia) Método do caminho crítico Tempo de voo
Categoria:Circuitos digitais Categoria:Conceitos de eletrônica Categoria:Sincronização em circuitos eletrônicos