T_hold e T_setup me ajudam a entender?
Meu exame é amanhã e há algo que não entendo no material, então realmente espero obter alguma ajuda com isso.
Dando o seguinte circuito:

E dando que ambos os FFs estão conectados ao mesmo relógio, mas o FF2 consegue após um atraso positivo (t_skew depois que o relógio sobe) meu professor disse que isso nos ajuda na T_setup.
Eu entendo esse ponto, pois FF2 tem mais tempo para se preparar para uma nova entrada a ser processada, mas o que não entendo é por que t_skew será "prejudicial" quando se fala em T_hold?
Respostas
o que eu não entendo é por que t_skew será "prejudicial" quando se fala em T_hold?
A violação de espera ocorre quando os dados lançados por FF1 chegam a FF2 "muito mais cedo" do que deveriam.
Suponha que um dado foi lançado por FF1 na transição do clock de cada vez \$t\$. Depois de uma distorção do relógio de digamos \$\Delta t\$, a mesma transição do clock atingiu FF2 em \$t+\Delta t\$. Nesta transição do clock, FF2 deve capturar os dados lançados por FF1 na transição anterior (ou seja, a transição do clock imediatamente antes de \$t\$, não aquele em \$t\$) Assim como qualquer flip-flop, FF2 também tem um Hold time \$t_{hold}\$. Então o que \$t_{hold}\$diz é que, para que os dados sejam capturados adequadamente pelo FF2, os dados devem permanecer válidos para \$t_{hold}\$tempo após a transição do clock aparecer em FF2 (assumindo que a configuração já tenha atingido). Agora imagine, se os dados lançados por FF1 em \$t \$já 'viajou' através do caminho combinacional e alcançou FF2 dentro desta janela de tempo . Isso agora irá corromper os dados "anteriores" que deveriam ser os dados capturados por FF2 nesta transição do clock em \$t+\Delta t\$. Agora se diz que FF2 é direcionado à metaestabilidade. Isso é chamado de violação de espera.
Intuitivamente, no cenário acima, a probabilidade de violação da espera poderia ter sido reduzida:
- Se o atraso combinacional entre FF1 e FF2 fosse maior , porque os dados lançados por FF1 agora chegam um pouco atrasados em FF2.
- Se o relógio distorcer \$\Delta t\$foi menor , porque a transição do clock aparece um pouco mais cedo em FF2.
A mesma ideia pode ser analisada matematicamente se você escrever a equação para satisfazer Hold em FF2 - $$t_{Clk-Q-FF1}+t_{combi}\ge t_{hold}+\Delta t$$ $$\implies (t_{Clk-Q-FF1}+t_{combi}-t_{hold})\ge \Delta t \tag 1$$
Como você pode ver, para um valor constante no LHS, se o RHS aumentar, as chances de violação dessa condição de igualdade aumentam. Daí a conclusão - se a inclinação do clock aumentar, é "ruim" para o tempo de espera .