Tuesday, June 28, 2011

HW: Urcenie pracovnej frekvencie obvodu a metastabilita

Ako casujeme klopny obvod? Musime sa drzat par zasad :)

  • vstup musi byt stabilny pred aktivnou hodinovou hranou - Setup Time  
  • vstup musi zostat stabilny po aktivnej hodinovej hrane - Hold Time 
  • a musime pocitat s omeskanim klopneho obvodu - Clock-to-Q time
V zapojeni, su  vsetky klopne obvody riadene rovnakou hodinovou frekvenciou. Vstupy kombinacnej logiky a vystupy musia byt stabilne pre kazdom takte a pred kazdym taktom (na vystupe). 

V kombinacnej logike ale musime vediet identifikovat maximalnu kriticku cestu, co je najdlhsia cesta medzi ktorymkolvek z klopnych obvodov. Maximalna perioda je vlastne funkciou kriotickej cesty a musi byt vacsia, ako Clock-to-Q + najdlhsia cesta cez kombinacnu logiku + Setup. 

Maximalnu frekvenciu spocitame ako 1/Tkrit, kde Tkrit je maximalne mozne zpozdeni obvodu - pri kritickej ceste. 

Metastabilita je subeh hrany vstupu a aktivnej hrany hodinoveho signalu. Vystup nie je definovany, pretoze je v zakazanom pasme. Jednoduchsie povedane, prave pri aktivnej hrane hodin sa meni hodnota vstupu tak, ze nie je mozne povedat, ci je 1 alebo 0. Metastabilitu nevieme uplne odstranit, pretoze vacsinou ju mozu zapricinovat vstupy, ktore nie su synchronizovane s hodinovym signalom. Riesenim je ich vplyv obmedzit tak, ze ich skusime zosynchronizovat nejakym klopnym obvodom, ktory dame hned na zaciatok.