Entiendo qué es la metaestabilidad, pero no entiendo cómo la vinculación de chanclas reduce esto.
Si la salida del primer flip-flop es metaestable, se usa como entrada para el segundo. Pero no veo cómo el segundo flip flop podrá hacer algo con esta entrada y hacerla estable.
¡Gracias por adelantado!
La metaestabilidad no se puede 'curar', pero si espera lo suficiente , la probabilidad de que ocurra puede reducirse arbitrariamente. Una vez que lo reduzcas a una vez en la edad del universo, es poco probable que te cause problemas.
Es como equilibrar un lápiz en su punta. Es probable que se caiga y cuanto más espere, menos probable es que permanezca de pie.
Hay dos problemas con esperar mucho tiempo, y uno de ellos es fundamental.
El problema fundamental es que si tiene un solo elemento de memoria (latch o flip-flop, ambos sufren de metaestabilidad) en un sistema cronometrado que recibe la salida de un sistema externo asincrónico, entonces físicamente no puede definir un límite inferior para el tiempo de espera. , a veces la señal externa hará una transición cerca del borde de control de enganche. Tienes que canalizar la señal a otro flip-flop para que espere allí. Esto le da un tiempo de espera mínimo garantizado de un ciclo de reloj.
El segundo problema es que, a menudo, intenta ejecutar un sistema lo más rápido posible y la velocidad del reloj del sistema no se puede ralentizar para dar suficiente tiempo en el segundo flip-flop. La única forma de aumentar la latencia de la señal a lo necesario, sin disminuir el rendimiento, es canalizar la espera a más etapas.
Algunas personas tienen problemas para visualizar lo que sucede entre las chanclas. Hay dos formas de inducir la metaestabilidad, y ambas implican violar las reglas del flip-flop. Una forma es violar la configuración de entrada y los tiempos de espera, para hacer una transición cuando el flip-flop espera que la entrada sea estable. El otro es violar los niveles lógicos de entrada, para hacer que la entrada de datos del flip-flop se asiente en un nivel de voltaje intermedio. Un flip-flop que es metaestable puede producir cualquier tipo de violación en su salida, para pasar al siguiente flip-flop.
Reduce la probabilidad de que la metaestabilidad afecte al circuito al permitir más tiempo hasta que la señal se utilice realmente. Con dos flip-flops, permite un ciclo de reloj adicional completo para que la señal se estabilice. Con tres, permite dos ciclos de reloj adicionales.
No evitan que la metaestabilidad afecte la salida, pero pueden aumentar considerablemente el tiempo medio entre incidentes, ya que la metaestabilidad tendría que ser de una duración relativamente larga.
La conexión en cascada de tres (o más) flip-flops bien diseñados puede aumentar el tiempo entre incidentes a algo así como la edad de la tierra.
Porque el primer flip-flop, aunque sea metaestable, tendrá todo el período del reloj para estabilizarse. Para cuando el segundo flip-flop muestree el primer flip-flop, su salida ya podría ser estable.
Si quiere la emoción de la metaestabilidad, implemente DOS INVERSORES MUY LENTOS, conéctelos espalda con espalda y polarícelos (en una simulación) en VDD/2. Luego elimine la polarización y observe la velocidad de resolución a los niveles logic1 y logic0. Es posible que deba elegir un voltaje de polarización inicial que no sea VDD/2.
Si sus 2 o 3 flip-flops son LENTOS en comparación con el período del reloj, la vida puede estar llena de problemas.
La metaestabilidad simplemente significa que, si tiene una transacción de datos dentro de una ventana de tiempo particular con referencia al reloj, la salida se comportará mal durante un cierto período después del borde del reloj. Sin embargo, la ventana no es un intervalo fijo. Más bien, la probabilidad de un valor incorrecto (oscilación o nivel de voltaje intermedio) disminuye exponencialmente con el tiempo. Por lo tanto, si muestrea la señal con un reloj y luego espera un poco antes de aplicar el reloj al segundo flip-flop, puede reducir las posibilidades de un bit defectuoso a cualquier probabilidad deseada (pero distinta de cero). Si el tiempo requerido es demasiado largo, puede usar 3 o más flip-flops en serie.
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