Cómo usar un árbol de H-clock en un sumador canalizado

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Esto es para un laboratorio en mi universidad. Normalmente no tengo un problema con estas cosas, pero este está mal escrito y el profesor no ha discutido el árbol del reloj H, que es donde me estoy confundiendo. Esencialmente, el objetivo de este laboratorio es crear un sumador canalizado de 8 bits y usar un árbol de reloj-H para proporcionar el pulso del reloj a los elementos secuenciales del diseño. Aquí solo consideraremos el esquema del nivel de compuerta / componente.

Esto es lo que sé:

  • Cómo crear el sumador segmentado: use dos sumadores de 4 entradas (ya creados) y pegue D-Flip-Flops (también creados) entre las etapas y en las entradas / salidas para sincronizar el cálculo. Básicamente, haga lo que se muestra a continuación, pero con solo dos etapas en lugar de tres:

  • CómocrearelárbolHparaelreloj.Deberíaaparecercomolaimagenb)acontinuación:

Sin embargo, no puedo conectar los dos conceptos en mi mente, o incluso entender por qué es necesario el árbol del reloj. Aquí está la parte del manual de laboratorio en la que estoy atascado:

  

Utilice el esquema de distribución de reloj del árbol H con búfer para proporcionar señales de reloj al   Elementos secuenciales en su diseño.

¿Cómo uso el árbol del reloj para distribuir la señal del reloj a los flip-flops? Si tengo X flip-flops, ¿necesito un árbol con al menos X ramas y uso una rama para cada flip-flop? ¿En qué se diferencia el uso del árbol de solo cablear la entrada del reloj directamente a cada uno de los flip-flops?

    
pregunta wlyles

1 respuesta

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Parte de la desconexión puede provenir de la red de distribución de reloj "H-Tree", que es un concepto de disposición física además de un concepto de nivel esquemático. La parte clave del árbol H es que, dado que cada rama es físicamente similar y tiene la misma cantidad de cargas de reloj, se minimizará el sesgo del reloj real. Otro punto clave es que incluiría inversores incluso si las salidas no se usan solo para mantener la red de distribución equilibrada.

Necesita un búfer de reloj en cualquier cosa que no sea un diseño pequeño, ya que cada pin del reloj flip-flop "ralentizará" el tiempo de transición del reloj hasta un punto en el que su flip-flop sea más lento y tenga un tiempo de cambio más ambiguo. El sesgo de reloj significativo en su diseño puede hacer que se retire su cabello durante el análisis y la verificación de la sincronización estática.

Si estuviera implementando este diseño en un ASIC, podría indicarle a la herramienta de lugar y ruta que genere la red de reloj con un diseño de "H-tree". Si tiene que entregar un diseño físico (diseñado a mano), entonces tiene una guía para trabajar. Si solo tiene que entregar un esquema ... Supongo que muestre el árbol del búfer del reloj.

    
respondido por el W5VO

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