本帖最后由 hotcool 于 2022-10-24 16:08 编辑
数字系统101
开头我们先来说说一个典型的同步电路。可能有很多其他形式，但一个简单的例子足以说明。图1展示了同步电路的形式和时序。
一个值得提及的问题是：到底为什么要使用同步电路？异步逻辑（组合逻辑）不是更快速吗？这个问题的答案有很多，这里只提重要的几点：
1.同步电路消除了不同路径之间由于速度差异导致的问题。通过一个确定的时间间隔采样来实现的同步电路，使得快路径和慢路径可以以一种相同的形式完成采样；
2.同步电路不太受电压、温度和压力等外部因素的影响，这使得大规模的工业生产称为可能；
3.许多的设计被要求具备良好的移植性--也就是说，要非常容易地适应新的技术或者某种改进的技术（比如，从90nn到65nn）。同步电路的确定性行为使其更容易实现技术移植；
4.同步电路可以简化不同时钟域之间的接口。异步接口通常需要复杂的握手协议来保证数据的完整性；而同步电路自身就已经携带了时序信息，这使得数据可以被方便且正确地互相传递。
同步电路是由组合逻辑和一些时钟元素组成的，比如触发器和寄存器。时钟元素共享同一个时钟，所有的数据传递都发生在时钟的上升沿（或者下降沿，上升沿还是主流）。当上升沿到来时，寄存器把逻辑值从输入D端传递到输出Q端。
在图1中，定义了两个重要的时钟参数：
Setup Time（建立时间）—Tsu：建立时间是指数据输入在时钟上升沿到来之前必须保持稳定的时间。
Hold Time（保持时间）—Th ：保持时间是指数据输入在时钟上升沿到来之后必须保持稳定的时间。
如何违反了建立时间和保持时间的要求，就会导致可怕的亚稳态问题。
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