Velocidad de reloj de temporización disparado por flanco (retardo de la contaminación)

Question

Estoy leyendo un libro sobre la arquitectura de la pc, y se dice que, en la velocidad de reloj de edge-triggered dispositivos, la contaminación de retardo es generalmente distinto de cero, y que la contaminación de retardo para los registros que supone ser mayor que el tiempo de espera, "dándole la importante propiedad de que sus entradas y salidas se puede leer y escribir al mismo tiempo (que es, por otros dispositivos que comparten la misma entrada de reloj)".

Pero yo no acababa de entender esta afirmación. Hasta donde yo sé (soy muy nuevo en este tema), la contaminación de retardo es el tiempo mínimo, medido después de que el activo por flanco de reloj, durante el cual la salida sigue siendo válido después de la entrada ha cambiado (medido después de que el activo por flanco de reloj), y el tiempo de espera es de un mínimo de requisitos de tiempo medido desde el borde de reloj, durante el cual los datos de entrada tiene que ser mantenido estable. ¿Por qué es la contaminación de retardo de registro mayor que el tiempo de espera, y ¿cómo funciona exactamente este hecho permite ser leído y escrito de forma simultánea? Podría alguien dar una explicación más detallada?

Actualización: entiendo que básicamente la importancia de contar con la contaminación retraso mayor que el tiempo de espera en el borde-activa el flip-flop en la situación en la que hay dos encadenados flip-flops (es decir, la salida de la primera de ellas sirve como entrada para el segundo). Cuando el reloj se eleva, la entrada para el primer flip-flop obtiene de la muestra y se propaga en el segundo flip-flop. Luego, después de un reloj período, cuando el reloj se levanta de nuevo, el segundo flip-flop muestras de su entrada. Pero la entrada del segundo flip-flop debe permanecer en el mismo valor para al menos un tiempo de espera después de que el reloj se eleva, si queremos que vaya correctamente almacenados. Así, el primer flip-flop debe garantizar que su producción (que es la entrada para el segundo flip-flop) no va a cambiar por lo menos un tiempo de espera. Es decir, la contaminación de retardo del primer flip-flop debe ser al menos el tiempo de espera del segundo flip-flop.

Es esto correcto? La parte que no estoy entendiendo es por eso que este hecho le da a los registros "la importante propiedad de que sus entradas y salidas se puede leer y escribir al mismo tiempo (que es, por otros dispositivos que comparten la misma entrada de reloj)".

Answer 1

Nunca he oído el término "contaminación retraso" antes, pero suena como que usted está hablando acerca de la entrada de tiempo de espera de los requisitos.

Edge-triggered dispositivos de almacenamiento tienen una ventana de tiempo relativa al borde de reloj durante el cual la entrada debe ser mantenido estable en fin confiable capturar su valor (y evitar la metaestabilidad problemas). El inicio de esta ventana se llama "configuración de entrada de tiempo" y el final de la ventana que se llama "entrada tiempo de espera". De entrada tiempo de retención de la frecuencia es cero, y puede incluso ser negativo.

La salida de un dispositivo dispone de una ventana de tiempo durante el cual se va a cambiar si el nuevo valor es diferente del valor anterior. Hay por lo general un mínimo de reloj a tiempo de salida, también llamada "salida" tiempo de espera", que siempre es algo de valor positivo. También hay un reloj máxima a la salida de propagacion de tiempo, después de que la salida está garantizado para tener el nuevo valor.

Su pregunta se refiere a la relación entre la salida el tiempo de espera y la entrada de tiempo de espera. Mientras que el primero es mayor que el segundo, cadenas de dispositivos idénticos (por ejemplo, flip-flops en un registro de desplazamiento) pueden ser conectados directamente entre sí, de salida a la de entrada, sin preocupaciones acerca de un comportamiento inesperado.

Answer 2

De mi libro de texto, Diseño Digital y Arquitectura de computadores, Harris y Harris, pg. 88

Una nota importante

Cuando usted está tratando de encontrar el retardo de propagación de un circuito combinacional con varios elementos, debe agregar el retardo de propagación a través de la ruta crítica.

Sin embargo, cuando se intenta encontrar la contaminación retraso de un circuito combinacional con varios elementos, debe agregar la contaminación de retardo a través de la ruta más corta.

Eso es probablemente obvio para usted.

En realidad, a mí me parece que se refiere a la contaminación de retraso. Usted dijo que la contaminación del retraso es la cantidad de tiempo medido después de una cambios en la entrada que la salida sigue siendo válida. Si te refieres a la salida anterior, entonces sí, porque eso significa la misma cosa que hasta la salida comienza a cambiar con el nuevo valor.

Además

Sobre tu pregunta de cómo se ocupa de la lectura y la escritura de un registro. Esto me confundió por un tiempo, pero creo que tiene perfecto sentido para mí ahora.

Así que lo que usted dijo acerca de la contaminación de retardo y el tiempo de espera es correcta. Este problema se aplica a los flip-flops están encadenadas. Y si usted piensa acerca de ello, también sólo se aplica cuando se desea leer y a escribir al mismo tiempo.

Imagina un circuito con solo 2 flip flops. No necesariamente tiene que ser un registro, sólo que el primer flip-flop es el elemento de almacenamiento que está escrito, y el 2 de flip-flop es el elemento de almacenamiento que lee la primera. Si usted sólo necesita leer y escribir en diferentes ciclos de reloj, entonces ninguno de este retraso cosas de la materia, ya que la lectura siempre se producen en otro ciclo de reloj cuando la salida de la primera era estable, y no podía cambiar, ya que la escritura no puede producirse en el mismo ciclo de reloj.

Sin embargo, si desea escribir un nuevo valor para el 1 de flip-flop, así como leer el valor anterior correctamente en el 2º en el mismo ciclo de reloj, entonces que es exactamente la situación que usted describe, donde si la contaminación retraso de la primera fue menor que el tiempo de espera de la segunda, a continuación, escribir a la primera, por lo tanto, contaminar la lectura de la segunda. Esto tiene perfecto sentido. La lectura ha de ocurrir con éxito antes de que la escritura comienza a cambiar lo que está leyendo, o bien el valor se pierde.

Answer 3

Yo creo que el término "contaminación retraso" se utiliza para referirse a la duración mínima posible entre el momento en que las entradas de cesar en sus viejos válido niveles de entrada y el primer momento cuando las salidas pueden cesar en sus viejos válido niveles de salida. El término "mínimo retardo de propagación" se utiliza a menudo para este propósito, pero dicho uso implica que el término "retraso de propagación" en realidad mide dos cosas:

• La cantidad de tiempo entre el momento de entrada de la primera deja de ser una representación válida del nivel de edad, y cuando la salida se le permitió por primera vez el caso de ser válida nivel.

• La cantidad de tiempo entre el momento de entrada supone un estable válido a nivel lógico, y el tiempo por el cual la salida es necesaria para asumir un estable nivel de lógica.

Si se supone que una entrada al mismo tiempo deja de ser válida baja y convertirse en un válido alto, o viceversa, la partida de referencia para estos dos tiempos será el mismo. En algunos casos, sin embargo, pueden ser diferentes. Además, el término "retraso de propagación" por lo general implica que algo útil es que se propaga, pero en algunos casos, un estímulo de entrada puede causar una salida que era válido, y que debe permanecer en su estado actual, para convertirse momentáneamente no válido antes de regresar al estado en el que se había celebrado previamente.

Imaginemos, por ejemplo, un circuito que se supone que la salida de "alto" cuando una de 16 bits rizado rizado contador tiene un valor de 32767 65534, inclusive. Idealmente, el circuito sería empezar a producir una "alta" precisamente en la llegada de 32.767 th pulso (suponiendo que el contador empezó a cero) y, a ir de baja en la llegada de los 65.535 th pulso. En ausencia de alguna circuitería extra, sin embargo, el circuito puede muy bien ir de baja brevemente con la llegada de la de 32.768 th pulso (cuando sólo debe sentarse en lo alto), y va alto brevemente con la llegada de la 65,536 th pulso (cuando debería simplemente sentarse bajo). Dependiendo de lo que el "comparar" la salida está haciendo, el hecho de que brevemente se hace nula en los pulsos puede o puede no ser un problema, pero parece un poco torpe para pensar en su comportamiento en términos de "mínimo y máximo de tiempo de recorrido". En todos los casos donde la salida se debe cambiar, lo hará después de un flop de retraso y un par de puerta de retrasos. En algunos casos donde no se supone que a cambio, sin embargo, lo hará de todos modos, y permanecerá en un estado incorrecto para 16 flop retrasos (mucho más que el tiempo necesario para que un "buen" switch). Un término como "contaminación retraso" puede ser más adecuado para eso.