(926)274-88-54
Бесплатная доставка.
Бесплатная сборка.
График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
|
|
Звоните! (926)274-88-54 Бесплатная доставка. Бесплатная сборка. |
Ассортимент тканей График работы: Ежедневно. С 8-00 до 20-00. Почта: soft_hous@mail.ru |
  
|
Читальный зал --> Программные средства foundation нал MAXCNT и конечный автомат переходит в состояние WAIT. Автомат пребывает в этом состоянии до тех пор, пока не будет снят сигнал START, чтобы предотвратить возобновление процедуры умножения раньше, нежели сигнал START вновь примет активное значение. Представляют интерес многие детали проектирования устройства обработки данных и управляющего устройства, но самое важное, что следует увидеть в данном примере, это тот факт, что все последовательностные элементы в схемах обоих устройств являются триггерами, переключающимися по фронту одного и того же общего тактового сигнала CLOCK. Таким образом, для рассматриваемой системы справедливы временнь/е диафаммы, приведенные на рис. 8.80, и разработчику можно не беспокоиться по поводу гонок, источников опасности и асинхронных операций. Если только реализация конечного автомата не будет очень медленной, то максимальная частота тактового сигнала для системы в целом будет офаничена в основном задержками прохождения сигнала через устройство обработки данных. 8.8. Трудности синхронного проектирования Хотя синхронный подход является наиболее прямым и самым надежным способом проектирования цифровых систем, ряд неприятных практических обстоятельств может затруднить продвижение по этому пути. В данном парафафе мы рассмотрим эти обстоятельства. 8.8.1. Разброс задержек тактового сигнала Синхронная система на переключающихся по фронту триггерах работает правильно только в том случае, когда переключающий фронт тактового сигнала поступает на все триггеры в один и тот же момент времени. На рис. 8.85 показано, что может произойти в противном случае. В этом примере два триггера теоретически управляются одним и тем же тактовым сигналом, но триггер FF2 видит тактовый сигнал, который заметно задержан по отношению к тактовому сигналу, который видит триггер FF1. Это различие между моментами прихода тактового сигнала на различные устройства носит название разброса задержек тактового сигнала {clock skew). CLOCK
CLOCK -  CLOCKD длинный медленный путь  правильно Рис. 8.85. Пример разброса задержек тактового сигнала Мы назвали задержанный сигнал в схеме на рис. 8.85(a) CLOCKD . Если задержка распространения в триггере FF1 от входа CLOCK до выхода Q1 мала и если физическое соединение выхода Q1 с триггером FF2 является коротким, то изменение значения Q1 по фронту сигнала CLOCK может и в самом деле юстичь триггера FF2 до того, как на этот триггер поступит фронт сигнала CLOCKD. В этом случае триггер FF2 может перейти в неправильное следующее состояние, определяемое следующгш состоянием триггера FF1, а не текущим его состоянием, как показано на рис. (Ь), Если изменение значения Q1 приходит на триггер FF2 лишь немного раньше относительно сигнала CLOCKD, то может оказаться нарушенным требование, касающееся времени удержания триггера FF2, и в этом случае триггер FF2 может стать метастабильным и выработать непредсказуемое значение сигнала на своем выходе. Если рис. 8.85 напоминает вам существенный источник опасности, изображенный на рис. 7.101, то вы не далеки от истины. Проблему разброса задержек тактового сигнала можно считать просто проявлением наличия существенных источников опасности в переключающихся по фронту устройствах. Наличие или отсутствие проблемы, связанной с разбросом задержек тактового сигнала в данной системе можно описать количественно, определив t как величину расхождения задержек тактового сигнала и воспользовавшись другими временнь/ми параметрами, указанными на рис. 8.1. Дяя правильной работы необходимо, чтобы выполнялось неравенство: ffpd(min) ~ comb(min) hold skew(max) Другими словами, разброс задержек тактового сигнала вычитается из запаса по времени удержания, введенного в разделе 8.1.4. Приведенный на рис. 8.85 пример, рассматриваемый сам по себе, может показаться несколько преувеличенным. В конце концов, почему бы это конструктор стал создавать короткое соединение для данных и длинное соединение для тактового сигнала, когда пути этих сигналов вполне могли бы проходить рядом? Существует несколько ситуаций, в которых это все же может случиться; одни из них являются результатом ошибок, тогда как другие неизбежны. В большой системе коэффициент разветвления по выходу у источника тактового сигнала может быть недостаточным для подачи одного и того же сигнала на тактовые входы всех устройств; поэтому могут понадобиться две или большее число копий тактового сигнала. Метод буферизации, указанный на рис. 8.86(a), очевидно, вносит дополнительный разброс задержек тактового сигнала, поскольку сигналы CL0CK1 и CL0CK2 оказываются задержанными по отношению к сигналу CLOCK на время прохождения через буферы. Рекомендуемый способ размножения сигналов приведен на рис. 8.86(b), Все тактовые сигналы проходят через идентичные буферы с примерно равными задержками. В идеальном случае все буферы должны быть элементами, находящимися в одной и той же интегральной схеме; тогда все они обладают близкими временными характеристиками, а также работают при одной и той же температуре и одном и том же напряжении питания. Некоторые производители выпускают специальные буферы, предназначенные как раз для таких приложений, и указывают разброс задержек отдельных буферов в одном корпусе ИС, который, в худшем случае, может составлять всего несколько десятых долей наносекунды.  CLOCK L все в одном корпусе ИС - CLOCK 1 -CLOCK2 - CLOCKS Рис. 8.86. Буферизация тактового сигнала, (а) внесение дополнительного разброса задержек; (Ь) находящийся под контролем разброс задержек Однако способ буферизации, показанный на рис. 8.86, также может вносить дополнительный разброс задержек тактового сигнала, если нафузка для одного из сигналов оказывается значительно большей, чем для других: переходы в тактовом сигнале с большей нафузкой будут происходить позднее из-за увеличения задержки переключения выходных транзисторов, а также из-за того, что становятся ббльшими время нарастания и время спада сигнала. Поэтому внимательный разработчик старается сбалансировать нафузку различных тактовых сигналов, принимая во внимание как нафузку по постоянному току (коэффициент разветвления по выходу), так и нафузку по переменному току (емкость проводников и входные емкости). При автоматизированной разводке соединений на печатных платах и внутри специализированных ИС с помощью соответствующих профаммных средств может возникнуть другая неприятная ситуация. На рис. 8.87 показана печатная плата или специализированная ИС с большим числом триггеров и более сложных элементов, которые переключаются общим тактовым сигналом CLOCK. Профаммные средства автоматизированной системы проектирования развели сигнал CLOCK таким образом, что он вьется серпантином между тактируемыми устройствами. Для других же сигналов - в каждом случае от выхода к небольшому числу входов - проложены более короткие пути. Еще хуже обстоит дело, когда внутри специализированной ИС распространение сигнала по проводам происходит медленнее, чем посредством соединений, выполненных по другой технологии (поликристаллические кремниевые соединения в КМОП-структуре). В результате фронт тактового сигнала CLOCK может поступать на триггер FF2 чуть позднее момента изменения данных на линии Q1. Один из способов свести к минимуму проблему такого рода состоит в том, чтобы организовать распределение тактового сигнала CLOCK по древовидной структуре, как показано на рис. 8.88, с помощью самых быстрых соединений. Обычно такое дерево для тактового сигнала создается вручную или путем применения специализированных систем CAD. Но в большом проекте может случиться так, что нельзя гарантировать повсеместно поступление фронта тактового сигнала до того, как произойдет самое раннее изменение данных. Для обнаружения этого, как правило, применяются профаммы рисующие временнь/е диафаммы; решением проблемы в общем случае может оказаться лишь включение дополнительной задержки (например, вставление пары инверторов) на том пути тактового сигнала, по которому он проходит слишком быстро. ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку. Звоните! Ежедневно! (926)274-88-54 Продажа и изготовление мебели. Копирование контента сайта запрещено. Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы. |