Configuration et maintien de la sortie de temps en cas de violation

Considérons une bascule D déclenchée par front positif avec un signal d'entrée X avec un temps d'établissement de 20 ns et un temps de maintien de 0 ns. Quelle sera la sortie?

C est un signal d'horloge avec une période de 40 ns.

Pendant le 6ème front positif, nous voyons que les données (ou X) ne sont pas stables pendant 20 ns (temps de configuration) avant de passer de 1 à 0. La sortie n'est donc pas prévisible, non?

Quand j'ai demandé cela à mon professeur, il a dit que la sortie de la bascule serait la valeur de l'entrée (X) avant 20 ns qui est 1 ici.

Est-il correct?

Si le temps d'établissement de la bascule est de 20 ns, cela signifie que les données doivent être stables au moins 20ns avant le front d'horloge de capture. De même, le temps de maintien est la durée, les données doivent rester stables après l'apparition d'un front d'horloge. Ensemble, ils définissent une "fenêtre de configuration", dans laquelle les données doivent rester stables.

Si les données changent / basculent dans cette fenêtre, la sortie est imprévisible ou métastable.

Dans votre question, les données basculent dans la fenêtre de configuration avant le 6e front d'horloge, ce qui signifie que la sortie est imprévisible.

Votre professeur doit réduire les herbes.

Étant donné que les données changent dans le temps de configuration et que le temps de configuration est un minimum de temps avant l'horloge dont les données doivent être stables, il est impossible de dire si la sortie sera un zéro ou un. En fait, il pourrait même entrer dans un état métastable et osciller.

Si les données sont stables entre les temps de configuration et de maintien, le fabricant du verrou D garantit que la sortie du verrou D sera prévisible, ce qu'il dit qu'il sera dans la fiche technique.

Si les données changent pendant la fenêtre de configuration de la conservation, il est probable que la sortie sera un 0 ou 1 solide, mais le fabricant ne fait aucune affirmation quant à laquelle.

Il est probable que ce soit un 0 ou 1 solide, ce n'est pas garanti. La sortie pourrait devenir métastable. Cela signifie qu'il pourrait y avoir un temps supplémentaire fini et imprévisible, au-delà du délai de propagation normal cité dans la fiche technique, pour lequel deux portes entraînées par cette sortie pourraient prendre des décisions différentes quant à savoir s'il s'agissait d'un 0 ou d'un 1. C'est une mauvaise chose.

Si l'entrée répond aux exigences de temps de configuration et de maintien, la sortie est essentiellement "garantie" pour refléter l'entrée; s'il viole le temps de configuration, le comportement n'est plus garanti ni entièrement prévisible, comme vous le dites.

Votre professeur a peut-être "un peu probablement" raison dans le sens où il peut exprimer ce que le signal de sortie finira très probablement par être, surtout s'il interprète le temps de configuration comme étant une description déterministe du comportement de la bascule, plutôt qu'une exigence minimale pouvant varier d'un ensemble de conditions à l'autre. Mais votre interprétation et votre instinct sont vraiment au rendez-vous. Les temps de configuration et de maintien sont généralement utilisés pour exprimer des valeurs min / max pour lesquelles le comportement peut être prédit de manière fiable à travers les variations de processus / tension / température, et chaque fois que l'entrée les viole, la sortie ne peut pas être prédite de manière fiable .

Si la bascule a généralement jusqu'à 20ns de retard de l'entrée à l'endroit où le front d'horloge prend effet, alors la sortie finira probablement par être ce que l'entrée était "autour" (jusqu'à) 20ns avant le front d'horloge, comme le suggère votre professeur. Mais la seule chose qui est spécifiée pour l'appareil est que si les temps de configuration et de maintien sont respectés, la sortie suivra l'entrée.

Donc, je suppose qu'en d'autres termes, vous avez peut-être raison tous les deux, mais votre interprétation est à 100% correcte, alors que la réponse de votre professeur n'est que "probablement" juste, et le degré auquel sa réponse sera correcte est - comme vous le dites - imprévisible.

(Et bien sûr, dans un sens pratique - plutôt qu'académique - vous n'utiliseriez cette réponse que dans une conception où il était acceptable que la sortie de ce cycle d'horloge soit "probablement 1" sans aucune précision sur la probabilité, ou il n'y a eu aucune conséquence réelle pour le fait que la bascule puisse entrer dans un état métastable "pendant un certain temps". Ces applications ont tendance à être plus rares.)

La sortie sera inconnue et un simulateur reflétera cela en définissant la valeur de sortie sur «X».