Настройка и удержание времени выхода при нарушении

Рассмотрим D-триггер с положительным фронтом при входном сигнале X с временем установки 20 нс и временем удержания 0 нс. Какой будет выход?

C - тактовый сигнал с периодом 40 нс.

Во время 6-го положительного фронта мы видим, что данные (или X) нестабильны в течение 20 нс (время установки) до того, как они переходят от 1 до 0. Таким образом, вывод не предсказуем, верно?

Когда я спросил об этом своего профессора, он сказал, что выходной сигнал триггера будет значением входного сигнала (X) до 20 нс, что здесь равно 1.

Он прав?

Если время установки триггера составляет 20 нс, это означает, что данные должны быть стабильными по крайней мере за 20 нс до захвата тактового фронта. Аналогично, время удержания - это время, в течение которого данные должны оставаться стабильными после появления фронта часов. Таким образом, они вместе определяют «окно настройки-удержания», в котором данные должны оставаться стабильными.

Если данные изменяются / переключаются в этом окне, выходные данные являются непредсказуемыми или метастабильными.

В вашем вопросе данные переключаются в окне настройки до 6-го тактового фронта, что означает, что вывод непредсказуем.

Твой профессор должен сократить травы.

Поскольку данные меняются в течение времени установки, и поскольку время установки - это минимальное количество времени до того момента, когда данные должны быть стабильными, невозможно определить, будет ли вывод равен нулю или единице. Фактически он мог даже войти в метастабильное состояние и колебаться.

Если данные стабильны между настройками и временем удержания, то производитель D-защелки гарантирует, что выход D-защелки будет предсказуемым, что, как он говорит, будет в спецификации.

Если данные меняются во время установки для удержания окна, то, скорее всего, выходной сигнал будет сплошным 0 или 1, но производитель не утверждает, какой именно.

Это может быть только 0 или 1, это не гарантируется. Выход может стать метастабильным. Это означает, что может быть ограниченное и непредсказуемое дополнительное время, превышающее обычную задержку распространения, указанную в листе данных, для которой два гейта, управляемые этим выходом, могут принимать разные решения о том, было ли это 0 или 1. Это плохая вещь.

Если вход соответствует требованиям к настройке и времени удержания, то выход по существу «гарантирован» для отражения ввода; если это нарушает время установки, поведение, как вы говорите, больше не гарантируется и не полностью предсказуемо.

Ваш профессор может быть «в некотором роде» прав в том смысле, что он может выражать то, чем в конечном итоге может оказаться выходной сигнал, особенно если он интерпретирует время настройки как детерминистическое описание поведения триггера, а не минимальное требование с возможным изменением от одного набора условий к следующему. Но ваша интерпретация и инстинкты действительно нацелены. Время установки и удержания обычно используется для выражения минимальных / максимальных значений, для которых поведение может быть надежно предсказано при изменениях процесса / напряжения / температуры, и всякий раз, когда вход нарушает их, выход не может быть надежно предсказан.

Если триггер обычно имеет до 20 нс задержки от входа до того, где вступает в силу фронт тактовых импульсов, то выход, скорее всего, будет таким, каким был вход «около» (до) 20 нс до фронта тактового сигнала, как говорит твой профессор. Но единственное, что указано для устройства, это то, что, если время установки и время выдержки соблюдены, выход будет следовать за входом.

Итак, я думаю, другими словами, вы оба в какой-то степени правы, но ваша интерпретация на 100% правильная, в то время как ответ вашего профессора только «вероятно» верный, и степень, в которой его ответ будет правильным - как вы говорите - непредсказуемы.

(И, конечно, в практическом, а не в академическом смысле, вы бы использовали этот ответ только в схеме, где было бы приемлемо, чтобы выходные данные в этом тактовом цикле были «вероятно, 1», без какого-либо указания на то, насколько вероятно это или где не было никаких реальных последствий для потенциального перехода триггера в метастабильное состояние «на некоторое время». Эти приложения, как правило, встречаются реже.)

Выходные данные будут неизвестны, и симулятор отразит это, установив выходное значение в «X».