위반시 셋업 및 홀드 타임 출력


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설정 시간이 20ns이고 유지 시간이 0ns 인 입력 신호 X를 갖는 포지티브 에지 트리거 D 플립 플롭을 고려하십시오. 출력은 무엇입니까?

C는 40ns의주기를 갖는 클록 신호이다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

6 번째 포지티브 에지 동안 데이터 (또는 X)가 1에서 0으로 이동하기 전에 20ns (설정 시간) 동안 안정적이지 않다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 출력을 예측할 수 없습니다.

교수님에게 이것을 물었을 때 플립 플롭의 출력은 20 ns 이전의 입력 값 (X)의 값이 될 것이라고 말했습니다.

그가 맞습니까?

답변:


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플립 플롭의 셋업 시간이 20ns 인 경우, 데이터는 클럭 에지를 캡처하기 최소 20ns 이전에 안정적이어야 함을 의미합니다. 마찬가지로 유지 시간은 시간입니다. 클럭 에지가 나타난 후에도 데이터는 안정적으로 유지되어야합니다. 따라서 이들은 함께 "설정 유지 창"을 정의하는데, 여기서 데이터는 안정적으로 유지되어야합니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오 이 창 내에서 데이터가 변경 / 전환되는 경우 출력을 예측할 수 없거나 준 안정화합니다.

6 번째 클럭 에지 이전의 설정 창 내 질문 데이터 토글에서 출력을 예측할 수 없음을 의미합니다.


교수의 토모를 고칠 수도 있습니다.
Mitu Raj

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내부 지연에 따라 대기 시간이 음수 일 수 있습니다. 즉, 일부 IC의 경우 클럭 에지에 도달하기 전에 실제로 데이터를 해제 할 수 있습니다. 그러나 데이터가 안정적이어야하는 창이 남아 있습니다.
WhatRoughBeast

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사소한 수정 : 현대 프로세스에서 진정한 메타 스타 빌리티는 펨토초 정도의 창에서만 발생합니다. 설정 / 보류가 위반되는 대부분의 경우에는 전이성이 보이지 않습니다. 이 경우 결과는 실제로 결정적이지만 입력뿐만 아니라 온도에 크게 의존합니다. 나는 여전히 교수와 동의하지 않을 것이며, 모든 의도와 목적에 대해 결과를 예측할 수는 없지만, 전이성은 문제가 아니라고 (그리고 실제로는 거의 문제가되지 않는다) 동의합니다.
jalalipop

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교수님은 약초를 줄여야합니다.

설정 시간 내에 데이터가 변경되고 설정 시간이 데이터가 안정되어야하는 클럭 전의 최소 시간이기 때문에 출력이 0인지 1인지 알 수 없습니다. 실제로는 준 안정 상태로 들어가서 진동 할 수도 있습니다.


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설정 시간과 유지 시간 사이에 데이터가 안정적인 경우 D 래치 제조업체는 D 래치의 출력을 예측할 수 있음을 보증합니다 (데이터 시트에 표시됨).

창을 유지하기 위해 설정하는 동안 데이터가 변경되면 출력이 0 또는 1로 고정 될 수 있지만 제조업체는 어떤 것을 주장하지 않습니다.

0 또는 1의 솔리드 일 가능성이 높지만 보장되지는 않습니다. 출력이 불안정 할 수 있습니다. 이것은 데이터 시트에 인용 된 정상적인 전파 지연을 넘어서서 유한하고 예측할 수없는 추가 시간이있을 수 있음을 의미합니다.이 출력에 의해 구동되는 2 개의 게이트가 0인지 1인지에 대해 다른 결정을 내릴 수 있습니다. 이것은 나쁜 것입니다.


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입력이 설정 및 유지 시간 요구 사항을 충족하면 입력을 반영하기 위해 출력이 본질적으로 "보증"됩니다. 설정 시간을 위반하면 말한 것처럼 동작이 더 이상 보장되거나 완전히 예측할 수 없습니다.

교수는 출력 신호가 최종 결과물 일 가능성이 높은 것을 표현할 수 있다는 점에서 "아마도 종류"일 수 있습니다. 특히 셋업 시간을 플립 플롭의 동작에 대한 결정 론적 설명으로 해석하는 경우, 한 조건에서 다음 조건으로 변할 수있는 최소 요구 사항이 아니라 그러나 당신의 해석과 본능은 실제로 목표에 있습니다. 설정 및 유지 시간은 일반적으로 프로세스 / 전압 / 온도 변화에 따라 동작을 안정적으로 예측할 수있는 최소 / 최대 값을 표현하는 데 사용되며, 입력을 위반할 때마다 출력을 신뢰할 수 없습니다. 예측할 .

플립 플롭이 일반적으로 입력에서 클록 에지가 적용되는 위치까지 최대 20ns의 지연을 갖는 경우, 출력은 클록 에지 이전의 입력이 "주변"(최대)이었던 것으로 끝날 가능성이 높습니다. 교수님의 제안대로 그러나 지정된 유일한 것 장치에 대해 설정 및 유지 시간이 충족되면 출력이 입력을 따릅니다.

다른 말로하면 당신은 어느 정도는 맞을지 모르지만 당신의 해석은 100 % 맞지만 교수의 대답은 "아마도"맞으며 그의 대답이 맞는 정도는-당신이 말한대로- 예측할 수없는.

(물론 학문적 이라기보다는 실용적 의미에서, 그 클럭 사이클에서 출력이 "아마도 1"이 될 수있는 디자인에서 그 대답을 사용하는 방법은 어디 일지, 어디서 플립 플롭이 "잠시 동안"준 안정 상태로 들어갈 수있는 실질적인 결과는 없었습니다.


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출력은 알 수 없으며 시뮬레이터는 출력 값을 'X'로 설정하여이를 반영합니다.

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