T_hold und T_setup helfen mir zu verstehen?

Dec 22 2020

Meine Prüfung ist morgen und es gibt etwas, das ich im Material nicht verstehe, also hoffe ich wirklich, Hilfe dabei zu bekommen.

Geben Sie die folgende Schaltung:

Und da beide FF mit derselben Uhr verbunden sind, FF2 sie jedoch nach einer positiven Verzögerung erhält (t_skew nach dem Hochgehen der Uhr), sagte mein Professor, dass dies uns bei T_setup hilft.

Ich verstehe diesen Punkt, da FF2 mehr Zeit hat, sich auf die Verarbeitung einer neuen Eingabe vorzubereiten, aber ich verstehe nicht, warum t_skew "schädlich" ist, wenn es um T_hold geht?

Antworten

1 MituRaj Dec 23 2020 at 03:19

Was ich nicht verstehe ist, warum t_skew "schädlich" sein wird, wenn über T_hold gesprochen wird?

Eine Halteverletzung tritt auf, wenn die von FF1 gestarteten Daten FF2 "zu früh" erreichen, als es eigentlich sein sollte.

Angenommen, FF1 hat zu einem Zeitpunkt \ Daten an der Taktflanke gestartet$t\$. Nach einer Zeitverschiebung von say \$\Delta t\$erreichte die gleiche Taktflanke FF2 bei \$t+\Delta t\$. Bei dieser Taktflanke muss FF2 die von FF1 an der vorherigen Flanke (dh der Taktflanke kurz vor \) gestarteten Daten erfassen$t\$, nicht der bei \$t\$). Wie jedes Flip-Flop hat auch FF2 eine Haltezeit \$t_{hold}\$. Also was \$t_{hold}\$Damit Daten von FF2 ordnungsgemäß erfasst werden können, müssen die Daten für \ gültig bleiben$t_{hold}\$Zeit, nachdem die Taktflanke bei FF2 aufgetreten ist (vorausgesetzt, das Setup hat sich bereits erfüllt). Stellen Sie sich nun vor, die Daten würden von FF1 unter \ gestartet$t \$hat den kombinatorischen Pfad bereits durchlaufen und innerhalb dieses Zeitfensters FF2 erreicht . Dies wird nun die "vorherigen" Daten beschädigen, die die von FF2 in dieser Taktflanke bei \ erfassten Daten sein sollen$t+\Delta t\$. FF2 soll nun zur Metastabilität getrieben werden. Dies wird als Hold-Verletzung bezeichnet.

Intuitiv hätte im obigen Szenario die Wahrscheinlichkeit eines Verstoßes gegen das Halten verringert werden können:

  • Wenn die kombinatorische Verzögerung zwischen FF1 und FF2 höher war , weil die von FF1 gestarteten Daten jetzt etwas spät bei FF2 eintreffen.
  • Wenn die Uhr schief ist \$\Delta t\$war niedriger , weil die Taktflanke bei FF2 etwas früh erscheint.

Die gleiche Idee kann mathematisch analysiert werden, wenn Sie die Gleichung für die Erfüllung von Hold bei FF2 aufschreiben - $$t_{Clk-Q-FF1}+t_{combi}\ge t_{hold}+\Delta t$$ $$\implies (t_{Clk-Q-FF1}+t_{combi}-t_{hold})\ge \Delta t \tag 1$$

Wie Sie sehen können, steigt bei einem konstanten Wert an der LHS die Wahrscheinlichkeit, gegen diese Gleichheitsbedingung zu verstoßen, wenn die RHS zunimmt. Daher die Schlussfolgerung: Wenn der Taktversatz zunimmt, ist dies für das Halte-Timing „schlecht“ .