Entendiendo el retardo máximo y mínimo de propagación en flip-flops

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He estado trabajando a través del diseño digital y la arquitectura de la computadora, pero las ecuaciones me confunden mucho por el tiempo de retardo, qué son cada una de las variables y cómo conceptualizar estas ecuaciones.

Suponiendo que no haya distorsión del reloj, el libro ofrece las siguientes dos fórmulas:

$$ t_ {pd} \ le T_c - (t_ {pcq} + t_ {configuración}) $$

$$ t_ {cd} \ ge t_ {hold} - t_ {ccq} $$

Lo que entiendo hasta ahora es que retraso de contaminación es el tiempo mínimo que pasará antes de que un valor ingresado comience a cambiar, y el retraso de propagación es el La cantidad máxima de tiempo que pasará antes de que se resuelva la salida. También entiendo que el tiempo de configuración es la cantidad de tiempo antes del límite ascendente del reloj que una entrada debe haber estabilizado, y el tiempo de espera es la cantidad de tiempo después de el borde que esperamos antes de que podamos estar seguros de que la salida es estable.

Suponiendo esto y no más allá, ¿podría explicarme y ayudarme a conceptualizar las dos ecuaciones anteriores?

    
pregunta Kvass

1 respuesta

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La primera ecuación le indica el máximo retardo de propagación permitido a través de un bloque de lógica combinacional entre dos registros cronometrados. Para los flip-flops ideales, el retraso sería solo el período de reloj, \ $ T_C \ $, pero para los flip-flops reales, debe restar el tiempo desde el borde del reloj hasta las entradas del bloque combinacional (las salidas del primer conjunto de flip-flops) se vuelven estables, \ $ t_ {PCQ} \ $, y el tiempo de configuración requerido (cuando las salidas del bloque combinacional deben ser estables antes del límite del reloj en el segundo conjunto de flip-flops), \ $ t_ {configuración} \ $.

El otro lado del análisis de temporización es que las entradas del flip-flop deben permanecer estables durante un corto período de tiempo después del borde del reloj para asegurarse de que las entradas estén correctamente enganchadas. Esta característica de un flip-flop se llama tiempo de retención, \ $ t_ {hold} \ $. Para satisfacer el requisito de tiempo de espera del segundo flip-flop, es necesario que el retraso de contaminación de reloj a q, \ $ t_ {ccq} \ $, más el retardo de contaminación de la lógica combinacional, \ $ t_ {cd} \ $, debe ser mayor que el requisito de tiempo de espera de flip-flops. Al reorganizar la ecuación, puede especificar la relación entre una característica de la lógica combinacional, \ $ t_ {cd} \ $, con las dos características de los flip-flops, \ $ t_ {hold} \ $ y \ $ t_ {ccd } \ $.

En la práctica, tendrá muchas rutas combinacionales en un bloque de lógica entre dos conjuntos de registros. Para la primera ecuación, debe usar el mayor retraso de propagación de cualquier ruta, mientras que para la segunda debe usar el menor retraso de contaminación en cualquier ruta.

    
respondido por el Joe Hass

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