ตั้งค่าและค้างเอาท์พุทเวลาเมื่อมีการละเมิด

พิจารณาถึงขอบบวกที่เรียกใช้ฟลิปฟล็อป D พร้อมสัญญาณอินพุต X พร้อมเวลาตั้งค่า 20 ns และเวลาพัก 0 ns ผลลัพธ์จะเป็นอย่างไร

C คือสัญญาณนาฬิกาที่มีระยะเวลา 40 ns

ในช่วงบวกที่ 6 เราจะเห็นว่าข้อมูล (หรือ X) ไม่เสถียรสำหรับ 20 ns (เวลาการตั้งค่า) ก่อนที่มันจะไปจาก 1 ถึง 0 ดังนั้นเอาต์พุตไม่สามารถคาดเดาได้ใช่ไหม

เมื่อฉันถามสิ่งนี้กับอาจารย์ของเขาเขาบอกว่าผลลัพธ์ของฟล็อปฟล็อปจะเป็นค่าของอินพุต (X) ก่อน 20 ns ซึ่งเป็น 1 ที่นี่

เขาถูกต้องหรือไม่

หากเวลาการตั้งค่าของ flip-flop เท่ากับ 20 ns หมายความว่าข้อมูลต้องมีความเสถียรอย่างน้อย 20ns ก่อนที่จะจับขอบนาฬิกา เวลาที่ถือในทำนองเดียวกันคือระยะเวลาข้อมูลจะต้องมีเสถียรภาพหลังจากที่ขอบนาฬิกาปรากฏขึ้น ดังนั้นพวกเขาจึงร่วมกันกำหนด "หน้าต่างการตั้งค่าค้างไว้" ซึ่งข้อมูลจะต้องมีเสถียรภาพ

หากข้อมูลเปลี่ยน / สลับภายในหน้าต่างนี้เอาต์พุตไม่สามารถคาดการณ์ได้หรือ metastable

ในข้อมูลคำถามของคุณสลับภายในหน้าต่างตั้งค่าก่อนที่จะถึงขอบนาฬิกาที่ 6 หมายความว่าเอาต์พุตไม่สามารถคาดเดาได้

อาจารย์ของคุณจำเป็นต้องลดการใช้สมุนไพร

เนื่องจากข้อมูลมีการเปลี่ยนแปลงภายในเวลาการตั้งค่าและเนื่องจากเวลาการตั้งค่าเป็นจำนวนเวลาขั้นต่ำก่อนที่นาฬิกาจะต้องมีเสถียรภาพข้อมูลจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกได้ว่าผลลัพธ์จะเป็นศูนย์หรือหนึ่ง ในความเป็นจริงมันสามารถเข้าสู่สถานะ metastable และแกว่งไปมา

หากข้อมูลมีความเสถียรระหว่างการตั้งค่าและเวลาพักผู้ผลิต D latch รับประกันว่าผลลัพธ์ของ Latch จะสามารถคาดเดาได้สิ่งที่บอกว่ามันจะอยู่ในแผ่นข้อมูล

หากข้อมูลมีการเปลี่ยนแปลงในระหว่างการตั้งค่าเพื่อเก็บหน้าต่างแสดงว่าเป็นไปได้ว่าผลลัพธ์จะเป็น 0 หรือ 1 แต่ผู้ผลิตไม่ยืนยันว่าเป็นข้อมูลใด

มีแนวโน้มว่าจะเป็น 0 หรือ 1 เท่านั้นซึ่งไม่รับประกัน เอาท์พุทสามารถไป metastable ซึ่งหมายความว่าอาจมีเวลาพิเศษที่แน่นอนและไม่แน่นอนเกินกว่าความล่าช้าการแพร่กระจายปกติที่อ้างถึงในแผ่นข้อมูลซึ่งสองประตูขับเคลื่อนโดยเอาท์พุทนี้สามารถทำการตัดสินใจที่แตกต่างกันเกี่ยวกับว่ามันเป็น 0 หรือ 1 นี่คือสิ่งที่ไม่ดี

หากอินพุตตรงตามข้อกำหนดการตั้งค่าและเวลาพักดังนั้นเอาต์พุตจะเป็น "guanranteed" เพื่อสะท้อนอินพุต; ถ้ามันละเมิดเวลาตั้งค่าพฤติกรรมจะไม่รับประกันหรือคาดเดาได้อีกต่อไปตามที่คุณพูด

อาจารย์ของคุณอาจจะ "เป็นไปได้" ในแง่ที่ว่าเขาอาจจะแสดงสิ่งที่สัญญาณเอาท์พุทมีแนวโน้มที่จะจบลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าเขาตีความเวลาเซ็ตอัพว่าเป็นคำอธิบายที่กำหนดพฤติกรรมของ flip-flop มากกว่าข้อกำหนดขั้นต่ำที่มีการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้จากชุดเงื่อนไขหนึ่งไปอีกเงื่อนไขหนึ่ง แต่การตีความและสัญชาตญาณของคุณเป็นไปตามเป้าหมายจริงๆ การติดตั้งและถือครั้งโดยทั่วไปจะใช้ในการแสดง / ค่าสูงสุดนาทีซึ่งพฤติกรรมที่สามารถคาดการณ์ได้อย่างน่าเชื่อถือทั่วรูปแบบกระบวนการ / แรงดัน / อุณหภูมิและเมื่อใดก็ตามที่การป้อนข้อมูลที่ละเมิดพวกเขาส่งออกไม่สามารถเชื่อถือได้คาดการณ์ไว้

หากฟลิปฟลอปโดยทั่วไปมีการหน่วงเวลาสูงสุดถึง 20ns จากอินพุตไปยังตำแหน่งที่ขอบนาฬิกามีผลบังคับใช้เอาต์พุตส่วนใหญ่น่าจะเป็นสิ่งที่อินพุตอยู่ "รอบ" (สูงสุด) 20ns ก่อนขอบนาฬิกา ตามที่อาจารย์ของคุณแนะนำ แต่สิ่งเดียวที่ระบุไว้สำหรับอุปกรณ์คือถ้าตรงตามเวลาการตั้งค่าและกดค้างเอาท์พุทจะตามด้วยอินพุต

ดังนั้นฉันเดาว่าคุณอาจจะได้ปริญญา แต่การตีความของคุณถูกต้อง 100% ในขณะที่คำตอบของอาจารย์ของคุณนั้นถูกต้อง "คงที่" และระดับที่คำตอบของเขาจะถูกต้อง - ตามที่คุณพูด - คาดการณ์ไม่ได้.

(และแน่นอนในภาคปฏิบัติ - แทนที่จะเป็นเชิงวิชาการ - คุณจะใช้คำตอบนั้นในการออกแบบที่ยอมรับได้ว่ามีเอาต์พุตในวงจรนาฬิกานั้น "อาจเป็น 1" โดยไม่มีการระบุว่ามีโอกาสหรืออยู่ที่ไหน ไม่มีผลกระทบที่แท้จริงสำหรับการที่ flip-flop เข้าสู่สถานะ metastable "ในขณะที่" แอปพลิเคชันเหล่านั้นมักจะหายากกว่า)

เอาต์พุตจะไม่เป็นที่รู้จักและเครื่องจำลองจะแสดงสิ่งนี้โดยการตั้งค่าเอาต์พุตเป็น 'X'