T_hold i T_setup pomagają mi zrozumieć?

Dec 22 2020

Mój egzamin jest jutro i jest coś, czego nie rozumiem w materiale, więc naprawdę mam nadzieję, że uzyskam w tym pomoc.

Podając następujący obwód:

I podając, że oba FF są podłączone do tego samego zegara, ale FF2 dostaje go po dodatnim opóźnieniu (t_skew po zegarze rośnie), mój profesor powiedział, że to pomaga nam w T_setup.

Rozumiem ten punkt, ponieważ FF2 ma więcej czasu na przygotowanie się do przetworzenia nowego wejścia, ale nie rozumiem, dlaczego t_skew będzie „szkodliwy”, gdy mówimy o T_hold?

Odpowiedzi

1 MituRaj Dec 23 2020 at 03:19

nie rozumiem, dlaczego t_skew będzie „szkodliwe”, kiedy mówię o T_hold?

Naruszenie wstrzymania ma miejsce, gdy dane uruchomione przez FF1 osiągną FF2 „zbyt wcześniej” niż powinno.

Załóżmy, że dane zostały uruchomione przez FF1 na krawędzi zegara na raz \$t\$. Po przesunięciu zegara powiedz \$\Delta t\$, ta sama krawędź zegara osiągnęła FF2 w \$t+\Delta t\$. Na tym zboczu zegara FF2 musi przechwycić dane uruchomione przez FF1 na poprzednim zboczu (tj. Zbocze zegara tuż przed \$t\$, nie ten w \$t\$). Jak każdy flip-flop, FF2 również ma Hold Time \$t_{hold}\$. Więc co \$t_{hold}\$mówi, że aby dane zostały prawidłowo przechwycone przez FF2, dane muszą pozostać ważne przez \$t_{hold}\$czas po tym, jak zbocze zegara pojawiło się na FF2 (zakładając, że konfiguracja już się odbyła). Teraz wyobraź sobie, że dane uruchomione przez FF1 w \$t \$„przeszedł” już przez kombinację ścieżki i osiągnął FF2 w tym oknie czasowym . Spowoduje to teraz uszkodzenie "poprzednich" danych, które mają być danymi przechwyconymi przez FF2 na tym zboczu zegara w \$t+\Delta t\$. Mówi się teraz, że FF2 prowadzi do metastabilności. Nazywa się to naruszeniem Hold.

Intuicyjnie, w powyższym scenariuszu, prawdopodobieństwo naruszenia blokady Hold mogło zostać zmniejszone:

  • Jeśli opóźnienie kombinacyjne między FF1 i FF2 było większe , ponieważ dane uruchomione przez FF1 docierają teraz nieco późno w FF2.
  • Jeśli pochylenie zegara \$\Delta t\$była niższa , ponieważ zbocze zegara pojawia się trochę za wcześnie na FF2.

Ten sam pomysł można przeanalizować matematycznie, jeśli zapiszesz równanie zapewniające spełnienie warunku Hold at FF2 - $$t_{Clk-Q-FF1}+t_{combi}\ge t_{hold}+\Delta t$$ $$\implies (t_{Clk-Q-FF1}+t_{combi}-t_{hold})\ge \Delta t \tag 1$$

Jak widać, dla stałej wartości na LHS, jeśli RHS wzrośnie, to zwiększa się prawdopodobieństwo naruszenia tego warunku równości. Stąd wniosek - jeśli przesunięcie zegara wzrasta, jest „złe” dla taktowania wstrzymania .