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第2551篇:和可靠性有关的几个概念

发布时间:2006年7月27日 点击次数:1175
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建立时间和保持时间

 

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  建立时间(setup time)是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间,如果建立时间不够,数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器;保持时间(hold time)是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后,数据稳定不变的时间, 如果保持时间不够,数据同样不能被打入触发器。  如图1 。 数据稳定传输必须满足建立和保持时间的要求,当然在一些情况下,建立时间和保持时间的值可以为零。 PLD/FPGA开发软件可以自动计算两个相关输入的建立和保持时间(如图2

 

竞争和冒险

几乎所有关于数字电路的教材,都会提到数字电路中的竞争和冒险问题,但是这个问题往往被我们忽略。我们可以先来回顾一下关于竞争和冒险的一些基本概念。

 

PLD内部毛刺产生的原因

我们在使用分立元件设计数字系统时,由于PCB走线时,存在分布电感和电容,所以几纳秒的毛刺将被自然滤除,而在PLD内部决无分布电感和电容,所以在PLD/FPGA设计中,竞争和冒险问题将变的较为突出。



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5. 多时钟系统 许多系统要求在同一个PLD内采用多时钟。最常见的例子是两个异步微处理器器之间的接口,或微处理器和异步通信通道的接口。由于两个时钟信号之间要求一定的建立和保持时间,所以,上述应用引进了附加的定时约束条件。它们也会要求将某些异步信号同步化。 图11 给出一个多时钟系统的实例。CLK_A用以钟控REG_A,CLK_B用于钟控REG_B,由于REG_A驱动着进入REG_B的组合逻辑,故CLK_A的上升沿相对于CLK_B的上升沿有建立时......

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信号在FPGA器件内部通过连线和逻辑单元时,都有一定的延时。延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关,同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间。由于存在这两方面因素,多路信号的电平值发生变化时,在信号变化的瞬间,组合逻辑的输出有先后顺序,并不是同时变化,往往会出现一些不正确的尖峰信号,这些尖峰信号称为"毛刺"。如果一个组合逻辑电路中有"毛刺"出现,就说明该电路存在"冒险"。(与分立元件不同,由于PLD内部不存在寄生电容电感,这些毛刺将被完整的保......

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