Відмінності між версіями «Перегони сигналів»

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
[неперевірена версія][неперевірена версія]
Рядок 1: Рядок 1:
 
[[Файл:Симуляція AND у GreenPAK .png|міні|праворуч|Симуляція роботи AND у [[GreenPAK Designer]]]]
  +
[[Файл:DFF ланка.png|міні|праворуч|[[Тригер]] DFF]]
  +
 
'''Перегони сигналів''' — явище невідповідності роботи реальних цифрових пристроїв та змодельованих схем. Це відбувається через перехідні процеси та затримки у реальних схемах - сигнал не приходить, не наростає та не спадає миттєво.
 
'''Перегони сигналів''' — явище невідповідності роботи реальних цифрових пристроїв та змодельованих схем. Це відбувається через перехідні процеси та затримки у реальних схемах - сигнал не приходить, не наростає та не спадає миттєво.
   
Рядок 6: Рядок 9:
 
За таких умов на виході ідеальної схеми AND завжди повинен бути низький рівень.
 
За таких умов на виході ідеальної схеми AND завжди повинен бути низький рівень.
 
Оскільки сигнал має час наростання/спадання та може випереджати/відставати від іншого сигналу то отримаємо наступні процеси:
 
Оскільки сигнал має час наростання/спадання та може випереджати/відставати від іншого сигналу то отримаємо наступні процеси:
[[Файл:Симуляція AND у GreenPAK .png|міні|праворуч|Симуляція роботи AND у [[GreenPAK Designer]]]]
 
 
# На вході 1 - високий рівень ("1"), на вході 2 низький рівень ("0"). На виході низький рівень ("0").
 
# На вході 1 - високий рівень ("1"), на вході 2 низький рівень ("0"). На виході низький рівень ("0").
 
# На вході 1 - спадаючий сигнал, на вході 2 - наростаючий сигнал. На виході невизначений сигнал, коли наростання одного сигналу "зустрінеться" зі спаданням іншого сигналу у точці, де напруга буде достатньою для високого рівня ми отримаємо небажаний імпульс на виході.
 
# На вході 1 - спадаючий сигнал, на вході 2 - наростаючий сигнал. На виході невизначений сигнал, коли наростання одного сигналу "зустрінеться" зі спаданням іншого сигналу у точці, де напруга буде достатньою для високого рівня ми отримаємо небажаний імпульс на виході.
Рядок 12: Рядок 14:
 
# На вході 2 - спадаючий сигнал, на вході 1 - наростаючий сигнал. На виході невизначений сигнал, коли наростання одного сигналу "зустрінеться" зі спаданням іншого сигналу у точці, де напруга буде достатньою для високого рівня ми отримаємо небажаний імпульс на виході.
 
# На вході 2 - спадаючий сигнал, на вході 1 - наростаючий сигнал. На виході невизначений сигнал, коли наростання одного сигналу "зустрінеться" зі спаданням іншого сигналу у точці, де напруга буде достатньою для високого рівня ми отримаємо небажаний імпульс на виході.
 
# На вході 1 - "1", на вході 2 "0". На виході "0".
 
# На вході 1 - "1", на вході 2 "0". На виході "0".
  +
==Усунення==
  +
Для усунення ефекту перегонів сигналів використовують [[Регістр (цифрова техніка)| регістри]] , котрі реагують не на рівень, а на фронт тактового імпульсу і тоді говорять, що стан синхронізований із тактовою частотою. Наприклад D-Flip-Flop
  +
== Джерела ==
  +
Digital Design and Computer Architecture р.2.6.1<br>
  +
Digital Design and Computer Architecture р.3.3.2

Версія за 15:57, 31 січня 2018

Симуляція роботи AND у GreenPAK Designer

Перегони сигналів — явище невідповідності роботи реальних цифрових пристроїв та змодельованих схем. Це відбувається через перехідні процеси та затримки у реальних схемах - сигнал не приходить, не наростає та не спадає миттєво.

Приклад

Коректність роботи пристроїв залежить від електричних параметрів компонентів, розглянемо приклад некоректної роботи.
Нехай існує деякий логічний елемент логічний елемент AND. Подаємо на нього послідовно 3 пари сигналів 10,01,10 , де 1 - високий рівень, 0 - низький рівень.
За таких умов на виході ідеальної схеми AND завжди повинен бути низький рівень. Оскільки сигнал має час наростання/спадання та може випереджати/відставати від іншого сигналу то отримаємо наступні процеси:

  1. На вході 1 - високий рівень ("1"), на вході 2 низький рівень ("0"). На виході низький рівень ("0").
  2. На вході 1 - спадаючий сигнал, на вході 2 - наростаючий сигнал. На виході невизначений сигнал, коли наростання одного сигналу "зустрінеться" зі спаданням іншого сигналу у точці, де напруга буде достатньою для високого рівня ми отримаємо небажаний імпульс на виході.
  3. На вході 1 - "0", на вході 2 - "0". На виході "0".
  4. На вході 2 - спадаючий сигнал, на вході 1 - наростаючий сигнал. На виході невизначений сигнал, коли наростання одного сигналу "зустрінеться" зі спаданням іншого сигналу у точці, де напруга буде достатньою для високого рівня ми отримаємо небажаний імпульс на виході.
  5. На вході 1 - "1", на вході 2 "0". На виході "0".

Усунення

Для усунення ефекту перегонів сигналів використовують регістри , котрі реагують не на рівень, а на фронт тактового імпульсу і тоді говорять, що стан синхронізований із тактовою частотою. Наприклад D-Flip-Flop

Джерела

Digital Design and Computer Architecture р.2.6.1
Digital Design and Computer Architecture р.3.3.2