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fpga开发板,消除毛刺三个方法fpga

时间:2023-05-05 20:31:28 阅读:190002 作者:3312

目录

建立时间setup time和保持时间hold time、准稳态

锁存器latch、触发flip-flop和寄存器register的关系?

d触发器的内部结构

竞争和冒险

什么是毛刺,是怎么发生的,怎么消除它?

传送门控制和逻辑门控制

MOS管、CMOS门电路、寄存器

设置时间setup time和保持时间hold time、准稳定化为什么需要这两个时间呢? 理想地,只要时钟沿到来并暂时有有效数据到来(在时钟沿之前或同时),就能够准确地收集数据。 但是,实际上,由于在启动时打开开关需要时间,逻辑门的状态发生变化需要时间,所以数据的收集需要时间,在该时间内数据不能发生变化。

什么是亚稳态?为什么会产生亚稳态?亚稳态会给电路带来什么样的影响?怎么解决亚稳态问题?参考答复https://www.Jian Shu.com/p/826 c 83 e58 b 90

准稳态是指触发器在一定时间段内无法达到可确认的状态。

进入准稳定状态后,触发器的输出变得不稳定,在0和1之间浮动。 此时,输出稳定需要恢复时间(决断时间Tmet ),但稳定的值与输入无关,是随机的。 只要有异步设计,亚稳态就不可避免。

文章:第1篇:分析第2个触发器需要满足的设置时间和保持时间要求,第2篇:设置时间和保持时间要求,第3篇:不满足怎么办? 第四篇,第五篇:时钟相关概念

锁存器latch、触发flip-flop和寄存器register的关系? 锁存器:如果输入对脉冲电平敏感且不支持毛刺。如何避免偶然生成锁存器?明确的输出,系统将集成latch。 例如,else和default都没有写。 也可以使用fullcase语句等。

触发:对脉冲边缘敏感,可消除毛刺

触发器和锁存器都可以存储1位二进制数

的存储电路由锁存器或触发器构成。 一个锁存器或触发器可以存储1位二进制数,所以可以由n个锁存器或触发器构成n位寄存器。 由于工程中的寄存器一般按计算机中字节的位数设计,一般有8位寄存器、16位寄存器等

Latch和Flip-Flop

锁存器是个啥?怎么产生的?有什么危害?怎么去避免在设计中产生锁存器?难道锁存器就一无是处吗?

D触发器的内部结构首先看看触发器的结构。

触发的输出延迟:触发的输出在clk时钟的上升沿到来后多长时间变化

竞争

和冒险

当一个逻辑门的输入有两个或两个以上的变量发生改变时,由于这些变量是经过不同路径产生的,使得它们状态改变的时刻有先有后,这种时差引起的现象称为竞争(Race)。竞争的结果将很可能导致冒险(Hazard)发生(例如产生毛刺),造成错误的后果,并影响系统的工作。

信号在FPGA器件中通过逻辑单元连线时,一定存在延时。延时的大小不仅和连线的长短和逻辑单元的数目有关,而且也和器件的制造工艺、工作环境等有关。因此,信号在器件中传输的时候,所需要的时间是不能精确估计的,当多路信号同时发生跳变的瞬间,就产生了“竞争冒险”。这时,往往会出现一些不正确的尖峰信号,这些尖峰信号就是“毛刺”。

什么是毛刺,怎么产生的,怎么消除它。

毛刺:不正确的尖峰信号。

怎么产生的:延迟导致的冒险

危害:当毛刺信号成为系统的启动信号,控制信号,握手信号,触发器的清零信号,预置信号,时钟信号,或锁存器的输入信号时就会产生逻辑错误

消除的方法:输出加D触发器(D触发器对输入信号的毛刺不敏感), 但是如果毛刺信号发生在时钟信号的跳变沿,D触发器的效果就没有那么明显了(加D触发器以后的输出q,仍含有毛刺)。另外,D触发器的使用还会给系统带来一定的延时。信号同步法:设计数字电路的时候采用同步电路可以大大减少毛刺。两种具体的信号同步方法。(1)信号延时同步法:原理就是在两级信号传递的过程中加一个延时环节,从而保证在下一个模块中读取到的数据是稳定后的数据,即不包含毛刺信号。这里所指的信号延时可以是数据信号的延时,也可以是时钟信号的延时。(2)状态机控制

传输门控和逻辑门控

传输门控:由控制信号选择输入信号通往下一级的路径

逻辑门控:控制信号与输入信号直接进行逻辑运算,运算结果送往下一级电路

MOS管,CMOS门电路,寄存器   

参考课件 门电路 清华bzddw的数字电路技术基础

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