异步电路设计基础学习笔记

Posted 2020-10-07 Paul安

          今天突然在微信突然看到一个关于异步电路讲基础的直播，之前也好久没看这些东西了，想着看一点是一点呗，就看完了，视频是直播不能复看了，为了自己记得牢固些，就写出来做个整理也方便后面再看。晚上看的要赶紧整理，时间不多就不能查很多资料了，先把做的笔记记下来，其他的看到再来编辑吧。感谢夏天师兄的直播，免费看直播了，就帮师兄的微信公众号打个广告：   “芯未来 ”    。很不错的公众号哦。还有一句话，看到的人带着自己的思考去看，记住尽信书不如无书，fighting！！！！！

           一、采用异步电路设计的原因

           这个我简单搜了一下，也结合视频，基本三个原因吧。

          （1）power 的分布的原因。也就是降低功耗的原因。

           （2）带宽的考量。 里面涉及到clock的频率。

            （3）异步reset的考虑。

          二、关于亚稳态

          

亚稳态是指触发器无法在某个规定时间段内达到一个可确认的状态。当一个触发器进入亚稳态引时，既无法预测该单元的输出电平，也无法预测何时输出才能稳定在某个正确的电平上。在这个稳定期间，触发器输出一些中间级电平，或者可能处于振荡状态，并且这种无用的输出电平可以沿信号通道上的各个触发器级联式传播下去

aclk与bclk是异步时钟信号，adat在aclk的上升沿处取值，此图中第二个上升沿时，adat发生变化，在变化过程中bclk到达上升沿，adat数值未达到稳定状态，bdat也就无法采集到稳定数值，也就是亚稳态。

此图出现的是相同问题。

 

补充一点组合逻辑中的竞争与冒险东西。

一个信号经过不同的途径到达同一个门的输入端时有“时差”现象，这种叫做竞争。

动态逻辑冒险是输入变量发生变化，输出的稳态值前后不同，下图做出修正。

判断方法：代数法，卡诺图，实验法（示波器观察）

三、MTBF   平均故障间隔时间

MTBF 是指的第二级的 DFF 出错的概率，第一级DFF出错的概率用公式可以算出来很高， 第二级出错的概率按照公式来算会更低（因为第二级和第一级之间至少有一个传播延迟，用来给震荡电路自激），第三级相对于第二级又会更低，这里的MTBF是对某一级DFF来说，mtbf∝exp(tr)，第二级的概率等于前两级概率相乘，也就是指数上相加。两级DFF也就降低了出错概率。

       

• 重点是第一级的MTBF是下一级的亚稳态发生率，下一级同步器的MTBF还要乘以亚稳态事件的解析概率，所以两级同步器的MTBF大大增加，发生故障概率减小。

四、clock双信号fast to low或者low to fast出现问题

ben1和ben2信号一快一慢，采用同步时钟采样获得aen1和aen2就相差了一个时钟周期，后续不断出错。

 

 

视频是一遍过，能记起的先是这些了，已经很晚了，明天早起做实验，有东西以后再补充了。